專(zhuān)利名稱(chēng)：位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用光切斷法來(lái)計(jì)測(cè)物體的位移的位移傳感器。
背景技術(shù)：
到目前為止，用于計(jì)測(cè)各種計(jì)測(cè)對(duì)象物體的位移、長(zhǎng)度、角度等的位移 傳感器廣為人之。例如，現(xiàn)有的位移傳感器具有投光部，其通過(guò)對(duì)激光二 極管等的投光元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而對(duì)計(jì)測(cè)對(duì)象物體照射線(xiàn)狀激光；受光部，其 接收從投光部發(fā)射后被計(jì)測(cè)對(duì)象物體反射回來(lái)的狹縫光；計(jì)算單元，其計(jì)算 出距計(jì)測(cè)對(duì)象物體的距離；輸出單元，其輸出由計(jì)算單元計(jì)算出的距計(jì)測(cè)對(duì) 象物體的距離(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l: JP特許3599239號(hào)
根據(jù)這些位移傳感器，可以測(cè)定計(jì)測(cè)對(duì)象物體上的線(xiàn)狀光束所照射的剖 面輪廓形狀。利用該位移傳感器，可以在生產(chǎn)線(xiàn)上檢査產(chǎn)品的形狀是否是在 標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
通常在進(jìn)行產(chǎn)品檢査時(shí)，從處理所必須的硬件或處理時(shí)間的觀點(diǎn)來(lái)看， 很少將作為檢查對(duì)象的產(chǎn)品的整體形狀和合格品的整體形狀相比較而進(jìn)行 判定，而是在形狀的基礎(chǔ)上通過(guò)計(jì)測(cè)重要的點(diǎn)的位置或高度、間隔而進(jìn)行檢 査。例如，在計(jì)測(cè)高度差的高度、深度時(shí)，由用戶(hù)分別從剖面輪廓形狀中設(shè) 定包含用于高度差計(jì)算的區(qū)域。也可以替代高度差而計(jì)測(cè)頂部、底部，以剖 面輪廓形狀中的某個(gè)位置為基準(zhǔn)，通過(guò)設(shè)定區(qū)域等來(lái)計(jì)測(cè)到達(dá)某個(gè)部分的高 度、深度。在對(duì)計(jì)測(cè)對(duì)象物體上的高度差邊緣位置進(jìn)行計(jì)測(cè)時(shí)，通過(guò)設(shè)定包 含該位置的區(qū)域而進(jìn)行計(jì)測(cè)。
然而，根據(jù)以往的位移傳感器，在進(jìn)行基于多個(gè)局部區(qū)域或者特征點(diǎn)的 計(jì)測(cè)處理時(shí)，每次對(duì)用戶(hù)要測(cè)量的地方進(jìn)行區(qū)域指定，通過(guò)設(shè)定而進(jìn)行計(jì)測(cè)。 因此，很難清楚設(shè)定操作，設(shè)定作業(yè)也麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述的問(wèn)題，其目的在于提供一種以簡(jiǎn)單的操作能夠自動(dòng)進(jìn) 行用于所希望的計(jì)測(cè)的設(shè)定的位移傳感器。
本發(fā)明的其它目的以及作用效果，通過(guò)參照說(shuō)明書(shū)的以下記載，能夠使 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解。
本發(fā)明的位移傳感器具有投光部件，其利用線(xiàn)狀光束對(duì)計(jì)測(cè)對(duì)象物體 進(jìn)行照射；拍攝部件，其從特定的角度進(jìn)行拍攝，該特定角度是指，根據(jù)線(xiàn)
狀光束所照射的計(jì)測(cè)對(duì)象物體表面的高度，能夠觀察到線(xiàn)狀光束像位置變動(dòng)
的角度；處理部件，其基于拍攝圖像取得在計(jì)測(cè)對(duì)象物體表面上沿著線(xiàn)狀光 束方向上的高度分布，并基于所得到的沿著線(xiàn)狀光束方向的高度分布上的多 個(gè)局部區(qū)域或者特征點(diǎn)，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的計(jì)測(cè)處理，并執(zhí)行用于設(shè)定該計(jì)測(cè) 處理內(nèi)容的設(shè)定處理，其中，該拍攝圖像包含拍攝部件所取得的線(xiàn)狀光束的 像；顯示部件，其顯示拍攝圖像和用于進(jìn)行設(shè)定的畫(huà)面；輸入部件，其接收 用于進(jìn)行設(shè)定的輸入；輸出部件，其輸出計(jì)測(cè)處理的結(jié)果，作為設(shè)定處理， 在處理部件中進(jìn)行以下設(shè)定在顯示部件上顯示拍攝圖像，并在通過(guò)輸入部 件輸入了確定指示時(shí)，將顯示在顯示部件上的拍攝圖像設(shè)定為設(shè)定對(duì)象圖 像，作為對(duì)設(shè)定對(duì)象圖像的計(jì)測(cè)處理，同時(shí)顯示以設(shè)定對(duì)象圖像內(nèi)所包含的 線(xiàn)狀光束的像中相對(duì)位于上方的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì)測(cè)的選擇項(xiàng)、和以相 對(duì)位于下方的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì)測(cè)的選擇項(xiàng)，或者，同時(shí)顯示以設(shè)定對(duì) 象圖像內(nèi)所包含的線(xiàn)狀光束的像中相對(duì)位于左側(cè)的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì) 測(cè)的選擇項(xiàng)、和以位于右側(cè)的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì)測(cè)的選擇項(xiàng)，并通過(guò)輸 入部件接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇輸入，由此區(qū)分要設(shè)定的計(jì)測(cè)處理種類(lèi)是相對(duì)哪 一基準(zhǔn)線(xiàn)或基準(zhǔn)點(diǎn)的計(jì)測(cè)處理，并對(duì)要設(shè)定的計(jì)測(cè)處理種類(lèi)進(jìn)行設(shè)定，在設(shè) 定對(duì)象圖像內(nèi)設(shè)定成為計(jì)測(cè)處理的對(duì)象的一個(gè)計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域，對(duì)于一個(gè) 計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域內(nèi)所包含的線(xiàn)狀光束的像，根據(jù)基準(zhǔn)線(xiàn)或基準(zhǔn)點(diǎn)的信息， 對(duì)所設(shè)定的計(jì)測(cè)處理所需的局部區(qū)域或特征點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行設(shè)定。
在此，對(duì)于基于多個(gè)局部區(qū)域或者特征點(diǎn)的預(yù)定的計(jì)測(cè)處理，包括多個(gè) 局部區(qū)域或者特征點(diǎn)間的計(jì)算處理，和從多個(gè)局部區(qū)域或者特征點(diǎn)到規(guī)定的 局部區(qū)域或者特征點(diǎn)的提取處理。
特征點(diǎn)包括最上點(diǎn)(頂部點(diǎn))、最下點(diǎn)(底部點(diǎn))、平均點(diǎn)、中心點(diǎn)、
邊緣的代表點(diǎn)。
位于基準(zhǔn)的相對(duì)上方的線(xiàn)或點(diǎn)包括表示凸起高度差的上段的橫線(xiàn)和該 橫線(xiàn)的平均點(diǎn)、中心點(diǎn)、上段的最上點(diǎn)、凹陷高度差的上段的橫線(xiàn)或各橫線(xiàn) 的平均點(diǎn)、中心點(diǎn)或最上點(diǎn)、左右的橫線(xiàn)的最上點(diǎn)。位于基準(zhǔn)的相對(duì)下方的 線(xiàn)或點(diǎn)包括表示凸起高度差的下段的橫線(xiàn)和該橫線(xiàn)的平均點(diǎn)、中心點(diǎn)、最 下點(diǎn)、左右的橫線(xiàn)的最下點(diǎn)、凹陷高度差的凹陷即下段的凹陷即下段的橫線(xiàn) 或橫線(xiàn)的平均點(diǎn)、中心點(diǎn)或最下點(diǎn)。
優(yōu)選地，作為對(duì)計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的設(shè)定處理，在處理部件中進(jìn)行以下 處理在顯示部件上顯示設(shè)定對(duì)象圖像的同時(shí)，將計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的候補(bǔ) 區(qū)域重疊顯示在設(shè)定對(duì)象圖像上，并通過(guò)輸入部件接收關(guān)于該候補(bǔ)區(qū)域的位 置、形狀或大小的變更指示，而且，如果有變更指示，則更新顯示所變更的 候補(bǔ)區(qū)域的位置、形狀或大小，并且，通過(guò)輸入部件接收用于確定計(jì)測(cè)處理 對(duì)象區(qū)域的指示輸入，并將此時(shí)的候補(bǔ)區(qū)域設(shè)定為計(jì)測(cè)對(duì)象區(qū)域。
另外，優(yōu)選地，在自動(dòng)設(shè)定了用于所設(shè)定的計(jì)測(cè)處理的局部區(qū)域或用于 計(jì)測(cè)處理的特征點(diǎn)之后，將局部區(qū)域或特征點(diǎn)重疊顯示在設(shè)定對(duì)象圖像上。
在處理部件中，在顯示了局部區(qū)域或特征點(diǎn)之后，通過(guò)輸入部件接收用 于該局部區(qū)域的范圍變更或用于該特征點(diǎn)的計(jì)算的參數(shù)的設(shè)定變更，而且， 在有變更輸入時(shí)，顯示變更后的局部區(qū)域或根據(jù)變更后的參數(shù)計(jì)算出的特征 點(diǎn)，并通過(guò)輸入部件接收用于對(duì)局部區(qū)域或用于計(jì)算特征點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行確定 的指示輸入，而且，將此時(shí)的局部區(qū)域或用于計(jì)算特征點(diǎn)的參數(shù)設(shè)定為用于 計(jì)測(cè)處理的局部區(qū)域或者用于計(jì)算特征點(diǎn)的參數(shù)。
用于局部區(qū)域的計(jì)算的參數(shù)包括局部區(qū)域的上下左右的端部位置信息。 用于特征點(diǎn)計(jì)算的參數(shù)，包括與用于求出邊緣點(diǎn)的高度方向相關(guān)的邊緣閾 值、和區(qū)分計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域內(nèi)的上部和下部的二值化閾值。
優(yōu)選地，在處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，同時(shí)顯示相對(duì)基準(zhǔn)高 度的頂點(diǎn)高度計(jì)測(cè)和相對(duì)基準(zhǔn)高度的底部深度計(jì)測(cè)?；蛘撸诋?huà)面內(nèi)同時(shí)顯 示對(duì)于到上段為止的階梯差相對(duì)基準(zhǔn)高度的高度計(jì)測(cè)、和對(duì)于到下段為止的 階梯差相對(duì)基準(zhǔn)高度的深度計(jì)測(cè)，由此接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇?；蛘?，在畫(huà)面 內(nèi)同時(shí)顯示對(duì)于凸起形狀的上段的左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣之間間隔的計(jì)測(cè)、和 對(duì)于凹陷形狀的左側(cè)上段的右側(cè)邊緣和右側(cè)上段的左側(cè)邊緣之間間隔的計(jì)
測(cè)，由此接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇。
并且，在處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，對(duì)于相對(duì)基準(zhǔn)高度的頂 點(diǎn)高度計(jì)測(cè)，顯示在位于下方的基準(zhǔn)線(xiàn)上具有凸起形狀的圖標(biāo)，對(duì)于相對(duì)基 準(zhǔn)高度的底部深度計(jì)測(cè)，顯示在位于上方的基準(zhǔn)線(xiàn)下具有凸起形狀的圖標(biāo)。 或者，對(duì)于到上段為止的高度差相對(duì)基準(zhǔn)高度的高度計(jì)測(cè)，顯示具有位于上 方的線(xiàn)和以同樣的高度位于該線(xiàn)的左下方及右下方的兩條線(xiàn)的圖標(biāo)，對(duì)于到 下段為止的高度差相對(duì)于基準(zhǔn)高度的深度計(jì)測(cè)，顯示具有位于下方的線(xiàn)和以 同樣的高度位于該線(xiàn)的左上方及右上方的兩條線(xiàn)的圖標(biāo)。或者，對(duì)于左側(cè)邊 緣計(jì)測(cè)，顯示包含如下圖的圖標(biāo)，該圖包括多個(gè)階梯差邊界部分即邊緣，而 且將最左側(cè)邊緣與其它部分區(qū)別而表示，對(duì)于右側(cè)階梯差的邊緣位置計(jì)測(cè)， 顯示包含如下圖的圖標(biāo)，該圖包括多個(gè)階梯差邊界部分即邊緣，而且將最右 側(cè)的邊緣與其它部分區(qū)別而表示?；蛘撸瑢?duì)于凸起形狀的上段的左側(cè)邊緣和 右側(cè)邊緣之間間隔的計(jì)測(cè)，顯示表示凸起形狀的上段的線(xiàn)的左邊緣和右側(cè)邊 緣的位置的圖標(biāo)，對(duì)于凹陷形狀的左側(cè)上段的右側(cè)邊緣和右側(cè)上段的左側(cè)邊 緣之間間隔的計(jì)測(cè)，顯示表示凹陷形狀的左側(cè)上段的右側(cè)邊緣位置和右側(cè)上 段的左側(cè)邊緣位置的圖標(biāo)。
優(yōu)選地，顯示圖標(biāo)，并通過(guò)輸入部件接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇輸入，由此區(qū) 分要設(shè)定的計(jì)測(cè)處理種類(lèi)是相對(duì)哪一基準(zhǔn)線(xiàn)或基準(zhǔn)點(diǎn)的計(jì)測(cè)處理，并對(duì)要設(shè) 定的計(jì)測(cè)處理種類(lèi)進(jìn)行設(shè)定，然后，作為對(duì)計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的設(shè)定處理， 在顯示部件上顯示設(shè)定對(duì)象圖像的同時(shí)，將計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的候補(bǔ)區(qū)域重 疊顯示在設(shè)定對(duì)象圖像上，通過(guò)輸出部件接收關(guān)于該候補(bǔ)區(qū)域的位置、形狀 或大小的變更指示，而且，如果有變更指示，則更新顯示所變更的候補(bǔ)區(qū)域 的位置、形狀或大小，并且，通過(guò)輸入部件接收用于確定計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域 的指示輸入，并將此時(shí)的候補(bǔ)區(qū)域設(shè)定為計(jì)測(cè)對(duì)象區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，基于所拍攝的沿著線(xiàn)狀光束的方向的高度分布上的多個(gè)局 部區(qū)域或者特征點(diǎn)而執(zhí)行預(yù)先所設(shè)定的計(jì)測(cè)處理時(shí)，僅設(shè)定一個(gè)計(jì)測(cè)處理對(duì) 象區(qū)域，就能夠在該計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行局部區(qū)域或者特征點(diǎn)的設(shè) 定，所以設(shè)定作業(yè)簡(jiǎn)單。


圖1是表示信號(hào)處理部和傳感器頭部的外觀立體圖。
圖2是表示傳感器頭部和線(xiàn)狀光束的外觀立體圖。 圖3是表示信號(hào)處理部的電性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。 圖4是表示傳感器頭部的電性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。 圖5是表示傳感器頭部的光學(xué)系統(tǒng)的圖。
圖6A、圖6B、圖6C是用于溝槽計(jì)測(cè)的圖像處理的說(shuō)明圖，其中，圖 6A表示具有溝槽的物體和傳感器頭部的關(guān)系，圖6B表示表現(xiàn)在物體表面的 線(xiàn)狀光束，圖6C表示拍攝元件受光面上的線(xiàn)狀光束的像。 圖7是信號(hào)處理部的主視圖。 圖8是表示信號(hào)處理部的動(dòng)作的總流程圖。 圖9是表示FUN模式的畫(huà)面遷移的圖。 圖IO是表示高度計(jì)測(cè)涉及的計(jì)測(cè)項(xiàng)目的選擇畫(huà)面的圖。 圖11是表示兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)涉及的計(jì)測(cè)項(xiàng)目的選擇畫(huà)面的圖。 圖12是表示三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)涉及的計(jì)測(cè)項(xiàng)目的選擇畫(huà)面的圖。 圖13是表示角度、剖面面積計(jì)測(cè)涉及的計(jì)測(cè)項(xiàng)目的選擇畫(huà)面的圖。 圖14是表示邊緣計(jì)測(cè)涉及的計(jì)測(cè)項(xiàng)目的選擇畫(huà)面的圖。 圖15是詳細(xì)表示高度計(jì)測(cè)的流程圖。
圖16是表示高度計(jì)測(cè)的切取區(qū)域、自動(dòng)設(shè)定的計(jì)測(cè)區(qū)域的圖。 圖17是詳細(xì)表示兩點(diǎn)高度差的流程圖。
圖18A、圖18B是表示兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的切取區(qū)域、自動(dòng)設(shè)定的計(jì)測(cè)區(qū) 域的圖，其中，圖18A表示以底面為基準(zhǔn)測(cè)定凸起高度差(+ )的情況，圖 18B表示以上表面為基準(zhǔn)測(cè)定凹陷高度差(一)的情況。
圖19是段分割處理的說(shuō)明圖。
圖20是詳細(xì)表示三點(diǎn)高度差的流程圖。
圖21A、圖21B是表示三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的切取區(qū)域、自動(dòng)設(shè)定的計(jì)測(cè)區(qū) 域的圖，其中，圖21A表示以底面為基準(zhǔn)測(cè)定凸起高度差(+ )的情況，圖 21B表示以上表面為基準(zhǔn)，測(cè)定凹陷高度差(一)的情況。
圖22是詳細(xì)表示邊緣位置計(jì)測(cè)的流程圖。
圖23A、圖23B是表示邊緣位置計(jì)測(cè)的切取區(qū)域、自動(dòng)設(shè)定的計(jì)測(cè)區(qū)域
的圖，其中，圖23A表示左起第一個(gè)邊緣閾值和曲線(xiàn)的交點(diǎn)，圖23B表示右 起第一個(gè)邊緣閾值和曲線(xiàn)的交點(diǎn)。
圖24是詳細(xì)表示邊緣寬度計(jì)測(cè)的流程圖。
圖25是表示邊緣寬度計(jì)測(cè)的切取區(qū)域、自動(dòng)設(shè)定的計(jì)測(cè)區(qū)域的圖。 圖26是詳細(xì)表示RUN模式的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的傳感器裝置的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳 細(xì)說(shuō)明。此外，下面所說(shuō)明的實(shí)施方式不過(guò)是表示本發(fā)明的一個(gè)例子，本發(fā) 明的主旨僅由權(quán)利要求書(shū)的記載來(lái)限定。
本實(shí)施方式的位移傳感器是所謂放大分離型位移傳感器，S卩，為了能夠 緊湊的收納到控制盤(pán)等中，并且為了易于安裝到狹小的計(jì)測(cè)環(huán)境中，將信號(hào) 處理部和傳感器頭部分離。
圖1表示本實(shí)施方式的位移傳感器的信號(hào)處理部1以及傳感器頭部2的 外觀立體圖。信號(hào)處理部1的外殼罩10是具有大致細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方體形狀的形 態(tài)。從外殼罩10的前表面引出有未圖示的外部連接軟線(xiàn)。該外部連接軟線(xiàn) 包括外部輸入線(xiàn)、外部輸出線(xiàn)、電源線(xiàn)等。外部輸入線(xiàn)例如用于從作為上位 裝置的PLC (Programmable Logic Controller:可編程控制器)等對(duì)信號(hào)處理 部1由外部發(fā)出各種指令；外部輸出線(xiàn)用于向PLC等輸出在信號(hào)處理部1 的內(nèi)部生成的開(kāi)關(guān)輸出(Switching O啤ut)或模擬輸出等；電源線(xiàn)用于對(duì)信 號(hào)處理部的內(nèi)部電路供給電源。另外，在外殼罩10的前表面，設(shè)置有未圖 示的USB連接器、RS-232C連接器。
在外殼罩10的上表面設(shè)置有可開(kāi)閉的操作部蓋14。在該操作部蓋14的 下方，設(shè)置有用于進(jìn)行信號(hào)處理部l中的各種指令操作等的操作部。另外， 在外殼罩10的上表面，配置有顯示部15，該顯示部用于顯示通過(guò)傳感器頭 部2取得的計(jì)測(cè)對(duì)象圖像信息和計(jì)測(cè)結(jié)果、計(jì)測(cè)值、設(shè)定畫(huà)面等。
外殼罩10的左右側(cè)面上，設(shè)置有信號(hào)處理部間連接器的蓋16。在該信 號(hào)處理部間連接器的蓋16的內(nèi)部，設(shè)置有用于連接其他的信號(hào)處理部1的 信號(hào)處理部間連接器(中轉(zhuǎn)連接器3)。多個(gè)信號(hào)處理部1可以通過(guò)DIN (DeutschesInstitutfiirNormung:德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))導(dǎo)軌以相鄰結(jié)合狀態(tài)聯(lián)裝
為一列。在信號(hào)處理部1的外殼罩10的后表面設(shè)置有傳感器頭部連接用連
接器17。信號(hào)處理部1通過(guò)該傳感器頭部連接用連接器17而連接到后述的 傳感器頭部2上。
傳感器頭部2具有與傳感器頭部連接用連接器17相對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理部 連接用連接器27、電纜27、傳感器頭主體部20。
如圖2所示，從內(nèi)置于主體部20內(nèi)的投光元件(激光二極管)射出的 脈沖狀激光(脈沖光)，經(jīng)過(guò)未圖示的投光透鏡，作為狹縫光Ll而照射到 計(jì)測(cè)對(duì)象物體5的表面。由此，在計(jì)測(cè)對(duì)象物體5的表面形成狹縫光的照射 光像LM。被計(jì)測(cè)對(duì)象物體5反射的狹縫光的反射光L2，通過(guò)傳感器頭部2 內(nèi)的未圖示的受光透鏡而入射到二維拍攝元件(發(fā)光二極管陣列、CCD、 CMOS拍攝元件等)。gp，通過(guò)由二維拍攝元件從不同的角度拍攝計(jì)測(cè)對(duì)象 物體5的表面，從而取得包含狹縫光的照射光像LM的影像信號(hào)。然后，基 于該影像信號(hào)，提取規(guī)定的特征量，從而求出目標(biāo)位移量(在該例子中為傳 感器頭部2和計(jì)測(cè)對(duì)象物體5之間的距離)沿LM的分布。
圖3表示位移傳感器的信號(hào)處理部1的電性硬件結(jié)構(gòu)的整體的框圖。如 該圖所示，信號(hào)處理部1具有控制部101、存儲(chǔ)部102、顯示部103、與傳感 器頭部進(jìn)行通信的通訊部104、與外部設(shè)備進(jìn)行通信的通信部105、鍵輸入 部106、外部輸入部107、輸出部108、電源部109。
控制部101由CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)禾卩FPGA (Field Programmable Gate Array:現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)構(gòu)成，承擔(dān)整個(gè)信號(hào) 處理部1的統(tǒng)括控制。該控制部101實(shí)現(xiàn)后述的各種功能，并且以規(guī)定的閾 值為基準(zhǔn)來(lái)對(duì)受光信號(hào)進(jìn)行二值化，然后將其作為輸出數(shù)據(jù)，從輸出部108 輸出到外部。
存儲(chǔ)部102具有非易失性存儲(chǔ)器(EEPROM) 102a，和存儲(chǔ)顯示在顯示 部103上的圖像數(shù)據(jù)的圖像存儲(chǔ)器102b。
顯示部103具有液晶顯示部103a，其用于顯示閾值或與計(jì)測(cè)對(duì)象物體 的距離等涉及的各種數(shù)值等；顯示燈LED103b，其表示作為目標(biāo)輸出的導(dǎo)通 及斷開(kāi)(ON/OFF)狀態(tài)等。
通信部104承擔(dān)與傳感器頭部2之間進(jìn)行的通信。
外部通信部105具有USB通信部105a，其用于連接到外部的個(gè)人計(jì)算
機(jī)(PC) 110;串行通信部105b，其用于收發(fā)指令或程序數(shù)據(jù)等；信號(hào)處理 部間通信部105c，其根據(jù)規(guī)定的協(xié)定以及發(fā)送接收格式，在與左右相鄰的其 他信號(hào)處理部之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
鍵輸入部106由未圖示的用于各種設(shè)定的開(kāi)關(guān)或操作按鈕等構(gòu)成。外部 輸入部107用于接收從PLC等上位裝置對(duì)信號(hào)處理部1發(fā)出的各種指令。輸 出部108用于向PLC等上位裝置輸出作為目標(biāo)的導(dǎo)通或斷開(kāi)的輸出。電源部 109對(duì)控制部101以及外部的硬件電路供給電源。
圖4表示傳感器頭部2的電性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示，傳感器頭 部2具有控制部201、用于向計(jì)測(cè)對(duì)象物體5照射狹縫光的投光部202、接 收被計(jì)測(cè)對(duì)象物體5反射而來(lái)的狹縫光的受光部203、顯示燈LED204，存 儲(chǔ)部205、通信部206。
控制部201由CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)和PLD (Programmable Logic Device:可編程邏輯設(shè)備)構(gòu)成，承擔(dān)這樣的處理， 即，對(duì)傳感器頭部2的各構(gòu)成部件202 206進(jìn)行統(tǒng)括控制，并且從受光部 203提取受光信號(hào)，并輸送到信號(hào)處理部l。
投光部202具有在該例子中作為投光元件的激光二極管和投光電路，用 于向計(jì)測(cè)對(duì)象區(qū)域照射狹縫光。受光部203具有二維拍攝元件(發(fā)光二極 管陣列、CCD、 CMOS拍攝元件等)，其接收狹縫光的反射光；受光信號(hào)處 理部，其與來(lái)自控制部201的時(shí)間控制信號(hào)同步，對(duì)從二維拍攝元件得到的 受光信號(hào)進(jìn)行放大，并將其輸出到控制部201。顯示燈LED204對(duì)應(yīng)于傳感 器頭部2的各種動(dòng)作狀態(tài)而進(jìn)行點(diǎn)亮熄滅。
存儲(chǔ)部205例如由非易失性存儲(chǔ)器(EEPROM)構(gòu)成，在該例子中，存 儲(chǔ)用于識(shí)別傳感器頭部2的ID (識(shí)別信息)等。通信部206根據(jù)控制部201 的命令，承擔(dān)與信號(hào)處理部1之間進(jìn)行的通信。
本實(shí)施方式的傳感器頭部2為上述的電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)信號(hào)處理部1的指
令進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐豆馐芄馓幚怼?br> 圖5表示傳感器頭部2的光學(xué)系統(tǒng)的剖面的結(jié)構(gòu)。在該圖中，從激光二 極管發(fā)出的激光光束經(jīng)過(guò)狹縫而形成為剖面線(xiàn)狀的光線(xiàn)(狹縫光)之后，通 過(guò)投光透鏡而作為線(xiàn)狀光束照射到計(jì)測(cè)對(duì)象物體的表面。此外，由于圖5為 剖視圖，所以在圖中表示有以下情形，即，在剖面內(nèi)，將激光光束作為收斂
光而進(jìn)行聚焦，并將其照射到計(jì)測(cè)對(duì)象物體上的情形，但在垂直于剖面的方 向上，該激光光束為擴(kuò)散的光束，并將其作為狹縫光而照射到計(jì)測(cè)對(duì)象物體
上。另一方面，用二維拍攝元件(在此，為二維CCD)，通過(guò)受光透鏡而從 規(guī)定的角度，對(duì)由該線(xiàn)狀光束的照射而產(chǎn)生的切斷光的照射光像進(jìn)行拍攝。 如公知的那樣，二維CCD的拍攝角度是以如下方式定位的，S卩，使得光像 在CCD上的成像位置對(duì)應(yīng)于計(jì)測(cè)對(duì)象物體的高度變化而變化。這樣，基于 三角測(cè)量的原理，計(jì)測(cè)出沿著垂直于剖面內(nèi)的方向的線(xiàn)狀光束的像在每個(gè)位 置的高度。
例如，對(duì)于溝槽的計(jì)測(cè)參照?qǐng)D6A 圖6B進(jìn)行說(shuō)明。如圖6A所示，當(dāng) 以傳感器頭部拍攝在表面具有V字槽的物體的表面時(shí)，如圖6B所示，在物 體表面表現(xiàn)出與傷痕的深度相符的成為大V字波形亮線(xiàn)的線(xiàn)狀光束的像。對(duì) 應(yīng)于此，作為拍攝元件的受光面上的線(xiàn)狀光束的像，可得到如圖6C所示的 像。在圖6C中，上下方向的位置與沿著所照射的線(xiàn)狀光束的線(xiàn)的方向的位 置對(duì)應(yīng)，并與左右方向的位置的物體表面的高度對(duì)應(yīng)。若物體表面的高度變 化，則在拍攝元件的受光面上，像向左右方向(位移方向)移動(dòng)。根據(jù)該圖 像，如果計(jì)算出各線(xiàn)狀光束所照射的物體表面上的每個(gè)位置的高度，則可以 測(cè)定出溝槽的剖面形狀。另外，由于圖中，處于左右方向的最左側(cè)的像的高 度與溝槽的底面對(duì)應(yīng)，所以通過(guò)求出與其他的像的高度之差就能夠得到溝槽 的深度作為計(jì)測(cè)值。
圖7是表示打開(kāi)了信號(hào)處理部1的操作部蓋14的狀態(tài)的圖。在外殼罩 10的上表面的上側(cè)排列有LDON顯示燈701 ，其在傳感器頭部2照射激光 光束時(shí)點(diǎn)亮；ZERO顯示燈702，其在減去設(shè)定的偏移值而進(jìn)行運(yùn)算的零位 復(fù)位功能有效的情況下點(diǎn)亮，ENABLE顯示燈703，其表示可進(jìn)行計(jì)測(cè)的狀 態(tài)。排列在左側(cè)的顯示燈704是用于顯示根據(jù)閾值等對(duì)計(jì)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定的 結(jié)果等的顯示燈，例如作為這樣的顯示燈等來(lái)使用在計(jì)測(cè)值大于閾值時(shí)點(diǎn) 亮的顯示燈，在小于時(shí)點(diǎn)亮的顯示燈，處于兩個(gè)閾值之間時(shí)點(diǎn)亮的顯示燈。
在操作部蓋14下方設(shè)置有從1到4的功能鍵705，在用于設(shè)定計(jì)測(cè)內(nèi)容 的設(shè)定模式(FUN模式)中，起到這樣作用作為用于對(duì)在顯示部15上每 兩個(gè)縱橫排列顯示的圖標(biāo)進(jìn)行選擇的選擇鍵、或者用于對(duì)標(biāo)有1-4的附圖標(biāo) 記顯示的選擇候補(bǔ)進(jìn)行選擇的選擇鍵。左下的切換開(kāi)關(guān)706用于選擇進(jìn)行標(biāo)
準(zhǔn)模式(STD)的動(dòng)作還是專(zhuān)家模式(EXP)的動(dòng)作，在切換為標(biāo)準(zhǔn)模式時(shí) 后面詳述的設(shè)定方法有效，在切換為專(zhuān)家模式時(shí)現(xiàn)有的方法這樣分別設(shè)定各 計(jì)測(cè)點(diǎn)和區(qū)域的設(shè)定方法有效。處于其右側(cè)的模式切換開(kāi)關(guān)707通過(guò)切換到 模式各自的位置而執(zhí)行后述的各自對(duì)應(yīng)的模式的動(dòng)作，左端位置是用于進(jìn)行 設(shè)定的FUN模式，中央位置是用于判定計(jì)測(cè)結(jié)果的閾值設(shè)定或用于其調(diào)整 的ADJ模式，右端位置是用于執(zhí)行計(jì)測(cè)處理的RUN模式。MENU/VIEW鍵 發(fā)揮所謂示教鍵的功能，即，用于在每次按下鍵時(shí)切換菜單畫(huà)面和計(jì)測(cè)對(duì)象 圖像或計(jì)測(cè)結(jié)果的畫(huà)面的顯示，或在設(shè)定時(shí)決定用于進(jìn)行設(shè)定的對(duì)象圖像。 十字鍵709用于后述的設(shè)定區(qū)域的移動(dòng)和使顯示在顯示部15的選擇候補(bǔ)上 下左右移動(dòng)等。右下的SET鍵711確定選擇候補(bǔ)。ESC鍵710用于取消前面 進(jìn)行的操作。
圖8表示本實(shí)施方式的主要的動(dòng)作流程。當(dāng)通過(guò)接通電源開(kāi)始處理時(shí)， 進(jìn)行初始設(shè)定等啟動(dòng)時(shí)的處理(步驟801)，然后確認(rèn)模式切換開(kāi)關(guān)的模式， 判斷當(dāng)前所設(shè)定的模式與前次設(shè)定的模式是否不同(步驟802)。如果不同 則執(zhí)行切換到當(dāng)前設(shè)定的模式的切換處理，然后進(jìn)到下一個(gè)步驟(步驟803)， 如果模式?jīng)]有變化，則直接進(jìn)到下一步驟。然后，根據(jù)所設(shè)定的模式接收指 令輸入，如果有輸入則對(duì)該指令進(jìn)行解析，分別執(zhí)行所對(duì)應(yīng)的處理。如果是 FUM模式則進(jìn)行設(shè)定計(jì)測(cè)的處理，如果是RUN模式則執(zhí)行在FUN模式所 設(shè)定的計(jì)測(cè)處理，如果是ADJ模式則執(zhí)行閾值的設(shè)定或調(diào)整的處理，該閾值 用于判定在RUN模式中所用的計(jì)測(cè)結(jié)果是否良好。根據(jù)各處理，而進(jìn)行顯 示處理，例如進(jìn)行計(jì)測(cè)結(jié)果的畫(huà)面顯示等，然后返回步驟802。在此，圖8 中記載從步驟804到807來(lái)作為示意的流程，但是實(shí)際上不限于此，可以適 當(dāng)以合適的順序組合執(zhí)行必要的處理。
通過(guò)模式切換開(kāi)關(guān)707選擇了 FUN模式時(shí)，對(duì)計(jì)測(cè)處理進(jìn)行設(shè)定。對(duì) 于相當(dāng)于從上述的步驟804到807的處理，具體來(lái)說(shuō)，為由圖9的顯示畫(huà)面 的變化所示的流程。
當(dāng)選擇FUN模式而開(kāi)始處理時(shí)，在信號(hào)處理部1的顯示部15上顯示拍 攝元件受光的圖像。若將計(jì)測(cè)對(duì)象物體配置在線(xiàn)狀光束和可拍攝的區(qū)域相交 的區(qū)域(可計(jì)測(cè)區(qū)域)，則通過(guò)拍攝元件來(lái)對(duì)照射到物體表面而形成的線(xiàn)狀 光束的像進(jìn)行拍攝，在顯示部15顯示其拍攝的線(xiàn)狀光束的像。圖9的最上
面的圖示意地表示示教的圖像(示教圖像)，但是在本實(shí)施例中，并不像圖 6C所示那樣畫(huà)面的水平方向表示高度信息，而是使畫(huà)面的水平方向與沿著 線(xiàn)狀光束的像的方向?qū)?yīng)，使畫(huà)面的垂直方向與根據(jù)計(jì)測(cè)對(duì)象物體的高度而 變化的方向?qū)?yīng)來(lái)表示。
另外表示為，被線(xiàn)狀光束照射的計(jì)測(cè)對(duì)象物體的高度越高，則像越出現(xiàn) 在畫(huà)面上垂直方向的上側(cè)。各像素具有與接收的光的亮度對(duì)應(yīng)的受光量信 息。所顯示的圖像，也可以是對(duì)拍攝圖像進(jìn)行了濾波處理或時(shí)間平均處理、 連接被中斷的地方的處理、細(xì)線(xiàn)化處理等的圖像。在本實(shí)施例中，對(duì)每個(gè)垂 直方向提取最佳靈敏度的圖像，并顯示將這些圖像合成了的圖像。另外，在 水平方向上進(jìn)行中值濾波處理。該處理對(duì)于線(xiàn)狀光束的像的每個(gè)水平位置， 將三個(gè)高度信息的中間值作為該位置的高度值，該三個(gè)高度信息由其左右位 置的高度信息和該位置的高度信息構(gòu)成。由此，除去電性尖峰噪聲。另外， 也可以顯示在垂直方向的每條線(xiàn)上提取了受光量最高的像素的圖像。用戶(hù)為 了在圖像上映出要進(jìn)行計(jì)測(cè)對(duì)象物體的計(jì)測(cè)的地方，調(diào)整計(jì)測(cè)對(duì)象物體或者
位移傳感器的配置，然后按下MENU/VIEW鍵708進(jìn)行示教。通過(guò)按下 MENU/VIEW鍵708，將此時(shí)所顯示的圖像設(shè)定為進(jìn)行計(jì)測(cè)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)圖像 (示教圖像)。
接著，以圖標(biāo)表示針對(duì)示教的圖像進(jìn)行的計(jì)測(cè)處理的多個(gè)選擇候補(bǔ)(以 下，稱(chēng)為計(jì)測(cè)項(xiàng)目)，并接收選擇。作為計(jì)測(cè)項(xiàng)目，準(zhǔn)備有與高度、兩點(diǎn)高 度差、三點(diǎn)高度差、邊緣位置。邊緣寬度有關(guān)的圖標(biāo)。雖然后述分別詳細(xì)說(shuō) 明，但是在此，所顯示的計(jì)測(cè)項(xiàng)目的圖標(biāo)配置為與功能鍵705的各鍵對(duì)應(yīng)的 上下和左右各兩個(gè)，例如如果按下左上的功能鍵(1),則同樣選擇左上的 圖標(biāo)所示的計(jì)測(cè)處理。對(duì)于其它的鍵(2 4)也同樣的與圖標(biāo)的位置關(guān)系對(duì) 應(yīng)，容易選擇。由于一次只能顯示四個(gè)計(jì)測(cè)項(xiàng)目，所以通過(guò)十字鍵709的左 右鍵輸入，以每次四個(gè)的順序顯示不同的計(jì)測(cè)項(xiàng)目。當(dāng)由用戶(hù)選擇的計(jì)測(cè)項(xiàng) 目的計(jì)測(cè)處理被選擇而結(jié)束設(shè)定時(shí)，切換為之后的RUN模式，然后執(zhí)行該 計(jì)測(cè)處理。
也可以使其具有切換多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)(Bank)的功能，從而對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè) 定計(jì)測(cè)項(xiàng)目。
然后，表示包括以下這樣的圖像的一個(gè)處理對(duì)象圖像提取區(qū)域(切取區(qū)
域)，該圖像作為以圖標(biāo)選擇的計(jì)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行的計(jì)測(cè)處理的對(duì)象。在本實(shí)施 例中，并不僅限于預(yù)先以畫(huà)面的三分之二到四分之三左右的大小的框來(lái)初始 顯示在畫(huà)面的中心。例如也可以作成包括整個(gè)畫(huà)面的框?？烧{(diào)整框的位置、
范圍、形狀等，可接收有用于位置、范圍調(diào)整的十字鍵709等的輸入。按下 SET鍵711,從而將此時(shí)的框設(shè)定為切取區(qū)域。因此，如果用戶(hù)為了進(jìn)行由 計(jì)測(cè)項(xiàng)目設(shè)定的計(jì)測(cè)處理，要使所需的地方作為圖像顯示在正好預(yù)定的框 內(nèi)，就直接通過(guò)SET鍵來(lái)決定，如果沒(méi)有進(jìn)入到框內(nèi)則調(diào)整框之后進(jìn)行決定。 通過(guò)該決定來(lái)設(shè)定切取范圍，在RUM模式時(shí)以該區(qū)域?yàn)閷?duì)象，進(jìn)行與所設(shè) 定的計(jì)測(cè)項(xiàng)目相應(yīng)的計(jì)測(cè)處理。
當(dāng)設(shè)定切取區(qū)域時(shí)，與根據(jù)圖標(biāo)的選擇而選擇的各計(jì)測(cè)項(xiàng)目的處理相 應(yīng)，根據(jù)切取區(qū)域內(nèi)自動(dòng)設(shè)定用于計(jì)測(cè)處理的測(cè)定范圍或測(cè)定點(diǎn)，同時(shí)為了 確認(rèn)，將自動(dòng)設(shè)定的測(cè)定范圍或測(cè)定點(diǎn)重疊顯示在示教圖像上。然后，接收 用于調(diào)整測(cè)定范圍的十字鍵709等的輸入。當(dāng)按下SET鍵711時(shí)，確定針對(duì) 此時(shí)的切取區(qū)域的測(cè)定范圍或測(cè)定點(diǎn)并進(jìn)行設(shè)定。在圖9的最下方的圖中， 顯示兩點(diǎn)高度差的例子，其上，凸起形狀的線(xiàn)表示示教圖像、十標(biāo)記表示測(cè) 定點(diǎn)，處于各+標(biāo)記的左右的縱線(xiàn)所夾的范圍表示進(jìn)行了用于計(jì)算測(cè)定點(diǎn)的 平均化處理的測(cè)定范圍。用戶(hù)從與示教圖像的關(guān)系來(lái)看，如果正確設(shè)定則直 接按下SET鍵711，如果有需要就由十字鍵709等的操作進(jìn)行調(diào)整，然后按 下SET鍵711。由此在RUN模式中，基于對(duì)所設(shè)定的切取區(qū)域的測(cè)定范圍 或測(cè)定點(diǎn)來(lái)執(zhí)行計(jì)測(cè)處理。此外，最后的測(cè)定范圍的微調(diào)的有無(wú)，是通過(guò)設(shè) 定來(lái)切換為有效、無(wú)效的。
從圖10到圖14表示用于接收計(jì)測(cè)項(xiàng)目的選擇而進(jìn)行設(shè)定的顯示畫(huà)面的 圖。各圖都顯示一次四個(gè)計(jì)測(cè)項(xiàng)目的圖標(biāo)，通過(guò)操作十字鍵709的左右鍵， 依次切換從圖IO到圖14所示的顯示畫(huà)面。在本實(shí)施例中，由于利用1.8英 寸的液晶顯示畫(huà)面，所以當(dāng)考慮可視性、使用方便時(shí)，最好一次顯示的數(shù)目 為2至9左右。
圖10中的顯示畫(huà)面是將用于接收與高度計(jì)測(cè)相關(guān)的計(jì)測(cè)項(xiàng)目的選擇的 圖標(biāo)匯總顯示在一個(gè)畫(huà)面中的。在此，在一個(gè)畫(huà)面上顯示用于選擇平均計(jì)測(cè) 處理(左上)、頂部高度計(jì)測(cè)處理(右上)、底部高度計(jì)測(cè)處理(左下)這 三個(gè)計(jì)測(cè)項(xiàng)目的圖標(biāo)。平均是后面計(jì)算在所設(shè)定的切取區(qū)域內(nèi)的平均高度的
處理，頂部高度是計(jì)算出成為切取區(qū)域內(nèi)的頂部的高度的處理，底部高度是 計(jì)算出切取區(qū)域內(nèi)的最低的位置的高度的處理。
圖11中的顯示畫(huà)面是同時(shí)在畫(huà)面上顯示用于接收與二點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)相 關(guān)的計(jì)測(cè)處理的選擇的圖標(biāo)的畫(huà)面。
左上的圖標(biāo)是以底面為基準(zhǔn)的凸起高度差的計(jì)測(cè)處理，即，該計(jì)測(cè)處理 (凸起形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè))求出從底面的平均高度到凸起高度差的 上部平均高度的高度差；右上的圖標(biāo)是以上表面為基準(zhǔn)的凹陷高度差的計(jì)測(cè) 處理，該計(jì)測(cè)處理(凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè))表示求出從上表面平
均高度到凹陷高度差的凹部平均高度的高度差；左下的圖標(biāo)表示求出以底面 的平均高度為基準(zhǔn)的到凸起形狀的頂部高度為止的高度差的計(jì)測(cè)處理(凸起 形狀的頂部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè))；右下的圖標(biāo)表示求出以上表面的平均高度為 基準(zhǔn)的到凹陷形狀的頂部高度的高度差的計(jì)測(cè)處理(凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高 度差計(jì)測(cè))。在一個(gè)畫(huà)面上顯示用于選擇這四個(gè)計(jì)測(cè)項(xiàng)目的圖標(biāo)。
左上的凸起形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)，顯示包括表示凸起高度 差的上段的橫線(xiàn)、和在其兩側(cè)以低于該橫線(xiàn)的相同高度配置的兩條橫線(xiàn)，視 覺(jué)上顯示以底面為基準(zhǔn)的到凸起高度差的上段的高度差計(jì)測(cè)。
左下的凸起形狀的頂部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)，顯示包括在頂部位置表 示標(biāo)記的凸起形狀和在其兩側(cè)以低于凸起形狀的同樣高度配置的兩條橫線(xiàn)， 從而視覺(jué)上顯示以底面為基準(zhǔn)的到凸部頂部的高度差計(jì)測(cè)。
右上的凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)，顯示包括表示處于凹陷 高度差的凹陷位置的下段的橫線(xiàn)、和在其兩側(cè)以高于該橫線(xiàn)的相同高度配置 的兩條橫線(xiàn)，從而在視覺(jué)上顯示以上表面為基準(zhǔn)的到凹部即下段的高度差計(jì)
右下的凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)，顯示包括在底部位置表 示標(biāo)記的凹陷形狀和在其兩側(cè)高于底部位置的位置以同樣的高度配置的兩 條橫線(xiàn)，從而在視覺(jué)上顯示以上表面為基準(zhǔn)的到凹部底部的高度差計(jì)測(cè)。
在各橫線(xiàn)的中心或平均坐標(biāo)等的代表點(diǎn)上都顯示點(diǎn)標(biāo)記，而對(duì)于頂部、 底部顯示，則在頂部位置、底部位置顯示點(diǎn)標(biāo)記。
在此，在相同的畫(huà)面上顯示凸起形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)和凹 陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)而接收選擇，或者，在同樣的畫(huà)面上顯
示凸起形狀的頂部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)和凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì) 測(cè)的圖標(biāo)而接收選擇。如現(xiàn)有的方法那樣，如果是作為計(jì)測(cè)項(xiàng)目設(shè)定"兩點(diǎn) 高度差計(jì)測(cè)"，分別對(duì)兩點(diǎn)的高度差進(jìn)行區(qū)域設(shè)定，則用戶(hù)決定基準(zhǔn)面，以 測(cè)定距離基準(zhǔn)面的高度差的方式來(lái)設(shè)定，但是在本實(shí)施例中，自動(dòng)設(shè)定測(cè)定 區(qū)域和測(cè)定點(diǎn)，所以可將基準(zhǔn)面是上段或下段有關(guān)的信息一并取得。如果基 準(zhǔn)面是相反的則計(jì)測(cè)值的符號(hào)不同，導(dǎo)致不與使用者的感覺(jué)一致，會(huì)產(chǎn)生很 可能成為設(shè)定錯(cuò)誤等的原因的問(wèn)題，而通過(guò)本結(jié)構(gòu)能夠避免此問(wèn)題。對(duì)基準(zhǔn) 面不同的處理的圖標(biāo)同時(shí)進(jìn)行顯示，是由于，通常如果是兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)， 用戶(hù)不會(huì)意識(shí)到基準(zhǔn)面而僅作為兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，所以若分為個(gè)別的畫(huà)面配 置選擇候補(bǔ)，會(huì)導(dǎo)致根據(jù)最初看到的一個(gè)圖標(biāo)來(lái)選擇兩點(diǎn)高度差的處理。
圖12中的顯示畫(huà)面是在畫(huà)面上同時(shí)顯示用于接收與三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)相 關(guān)的計(jì)測(cè)處理的選擇的圖標(biāo)的畫(huà)面。
左上的圖標(biāo)表示凸起形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)。這是如下所述的計(jì)測(cè) 處理以底面為基準(zhǔn)的凸起高度差的計(jì)測(cè)處理，但是與先前的兩點(diǎn)高度差不 同，將底面作為處于較低位置的兩個(gè)層的平均高度來(lái)求出，以其高度為基準(zhǔn) 求出凸起高度差的到上部平均高度為止的高度差。
右上的圖標(biāo)表示凹陷形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)。是如下所述的計(jì)測(cè)處 理以上表面為基準(zhǔn)的凹陷高度差的計(jì)測(cè)處理，但是與先前的兩點(diǎn)高度差不 同，將上表面作為處于較高位置的兩個(gè)高度差的平均高度來(lái)求出，以其高度 為基準(zhǔn)求出凹陷高度差的到凹部平均高度為止的高度差。
左下的圖標(biāo)表示凸起形狀的頂部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)。這是如下所述的計(jì)測(cè) 處理將底面作為處于較低位置的兩個(gè)段的平均高度來(lái)求出，以其高度為基 準(zhǔn)求出到凸起形狀的頂部高度為止的高度差。
右下的圖標(biāo)表示凹陷形狀的底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)。計(jì)測(cè)處理如下將上 表面作為處于較高位置的兩個(gè)段的平均高度來(lái)求出，以其高度為基準(zhǔn)求出到 凹陷形狀的底部高度為止的高度差。
左上的凸起形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)包括表示凸起高度差的 上部的橫線(xiàn)、在其兩側(cè)以低于該橫線(xiàn)的不同的高度配置的兩條橫線(xiàn)，從而在 視覺(jué)上顯示以此作為基準(zhǔn)底面的到成為凸起的部分的高度差計(jì)測(cè)。
左下的凸起形狀的頂部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)顯示包括在頂部位置表示標(biāo)記
的凸起形狀和在其兩側(cè)配置的不同的高度的兩條橫線(xiàn)，從而視覺(jué)上顯示以此 作為基準(zhǔn)底面的到凸部頂部為止的高度差計(jì)測(cè)。
右上的凹陷形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)，顯示包括表示處于凹陷 高度差的凹陷位置的下段的橫線(xiàn)、在其兩側(cè)以高于該橫線(xiàn)的不同高度配置的 兩條橫線(xiàn)，從而在視覺(jué)上顯示以此為基準(zhǔn)上表面的到成為凹陷的部分的高度 差計(jì)測(cè)。
右下的凹陷形狀的底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)，顯示包括在底部位置表 示標(biāo)記的凹陷形狀和在其兩側(cè)所配置的不同高度的兩條橫線(xiàn)，從而在視覺(jué)上 顯示以此為基準(zhǔn)上表面的到凹部底部為止的高度差計(jì)測(cè)。
此外，不同高度的兩個(gè)橫線(xiàn)可表示為斜線(xiàn)，也可表示為沿著共同的斜線(xiàn) 的情況。
在成為各橫線(xiàn)的中心和平均坐標(biāo)的代表點(diǎn)上都顯示點(diǎn)標(biāo)記，對(duì)于頂部、 底部的顯示，在頂部位置、底部位置顯示點(diǎn)標(biāo)記，這與兩點(diǎn)高度差相同。
與兩點(diǎn)高度差的顯示同樣的，與通常不同的是，在同一畫(huà)面上顯示凸起 形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)和凹陷形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖 標(biāo)而接受選擇，或者，在同一畫(huà)面上顯示凸起形狀的頂部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的 圖標(biāo)和凹陷形狀的底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的圖標(biāo)而接收選擇。根據(jù)作為計(jì)測(cè)項(xiàng) 目設(shè)定"三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)"，而分別對(duì)三點(diǎn)的高度差進(jìn)行區(qū)域設(shè)定的方法， 用戶(hù)決定以哪個(gè)段的平均作為基準(zhǔn)面，以測(cè)定距離基準(zhǔn)面的高度差的方式來(lái) 設(shè)定，但是在本實(shí)施例中，自動(dòng)設(shè)定測(cè)定區(qū)域和測(cè)定點(diǎn)，所以對(duì)平均的兩個(gè) 段需要一并取得與求出上段或求出下段有關(guān)的信息。如果基準(zhǔn)面相反則計(jì)測(cè) 值的符號(hào)不同，因此與使用者的感覺(jué)不一致，或者產(chǎn)生很可能成為設(shè)定錯(cuò)誤 等的原因的問(wèn)題，但是通過(guò)該結(jié)構(gòu)能夠避免此問(wèn)題。
在圖13中，將傾斜計(jì)測(cè)的圖標(biāo)顯示在左上，將剖面面積計(jì)測(cè)的圖標(biāo)顯 示在右上，從而接收選擇。
圖14中的顯示畫(huà)面是在畫(huà)面上同時(shí)顯示用于接收與邊緣位置計(jì)測(cè)以及
邊緣寬度計(jì)測(cè)有關(guān)的計(jì)測(cè)處理的選擇的圖標(biāo)的畫(huà)面。
左上的圖標(biāo)表示左邊緣位置計(jì)測(cè)，其用于進(jìn)行如下處理在設(shè)定為下一 個(gè)步驟的切取區(qū)域內(nèi)，提取存在于最左側(cè)的邊緣，即提取高度差的邊界。
右上的圖標(biāo)表示右邊緣位置計(jì)測(cè)，其用于進(jìn)行如下處理在設(shè)定為下一
個(gè)步驟的切取區(qū)域內(nèi)，提取存在于最右側(cè)的邊緣。
左下的圖標(biāo)用于計(jì)測(cè)凸起形狀的上表面的邊緣寬度。邊緣寬度用于計(jì)測(cè) 凸起形狀的上表面的兩端的邊緣的間隔、即存在于上表面的兩端的高度差的 間隔。
右下的圖標(biāo)用于計(jì)測(cè)凹陷形狀的上表面的邊緣寬度。邊緣寬度用于計(jì)測(cè) 包圍凹陷部分的上表面的兩端的邊緣的間隔、即上表面上的高度差的邊緣的 間隔。
選擇了以上的圖標(biāo)的計(jì)測(cè)項(xiàng)目之后，各處理依次如下詳細(xì)表示。 首先，在任何的處理中都共用的，將上述的處理對(duì)象圖像提取區(qū)域(切 取區(qū)域)的初始設(shè)定框與示教圖像一起顯示并接受變更，接受切取區(qū)域的指 定。此外，切取區(qū)域設(shè)定為矩形區(qū)域，將切取區(qū)域的左上的點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)定為
計(jì)測(cè)開(kāi)始點(diǎn)(xl、 yl)，將右下的點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)為計(jì)測(cè)結(jié)束點(diǎn)(x2、 y2)。
對(duì)應(yīng)于此，用戶(hù)指定切取區(qū)域，使得該切取區(qū)域包圍進(jìn)行選擇處理的線(xiàn) 狀光束的像，該選擇處理是指根據(jù)平均或頂部、底部、兩點(diǎn)高度差、三點(diǎn) 高度差、邊緣位置、邊緣寬度等計(jì)測(cè)項(xiàng)目而進(jìn)行選擇的處理。
作為計(jì)測(cè)項(xiàng)目，圖15、 16表示選擇高度計(jì)測(cè)時(shí)的處理，即選擇平均計(jì) 測(cè)、頂部高度計(jì)測(cè)、底部高度計(jì)測(cè)的任意一個(gè)時(shí)的處理。
首先，進(jìn)行計(jì)測(cè)項(xiàng)目的判定(步驟1501)，開(kāi)始分別與所設(shè)定的計(jì)測(cè)項(xiàng) 目對(duì)應(yīng)的處理(步驟1502 1504)。
在計(jì)測(cè)項(xiàng)目為平均計(jì)測(cè)處理時(shí)，對(duì)從xl到x2的各坐標(biāo)讀取垂直方向的 坐標(biāo)。在步驟1502的情況下進(jìn)行平均化計(jì)算，在步驟1503的情況下進(jìn)行頂 部提取計(jì)算，在步驟1504的情況下進(jìn)行底部提取計(jì)算。在執(zhí)行上述步驟時(shí) 無(wú)提取對(duì)象點(diǎn)等異常的情況下、和線(xiàn)狀光束的像的各像素具有的受光量信息 小于規(guī)定值的情況下、反之過(guò)大的情況下等，分別由于噪聲的影響、飽和的 影響而有可能不能正確計(jì)測(cè)，因此顯示錯(cuò)誤信息(步驟1505、 1506)。如果 沒(méi)有異常，則將計(jì)測(cè)開(kāi)始點(diǎn)、計(jì)測(cè)結(jié)束點(diǎn)、特征點(diǎn)設(shè)定為計(jì)算結(jié)果(步驟 1507)。在平均計(jì)測(cè)的情況下，特征點(diǎn)是由xl和x2的中點(diǎn)求出的x坐標(biāo)值 和通過(guò)計(jì)算求出的平均y坐標(biāo)值；在頂部計(jì)測(cè)的情況下，特征點(diǎn)是頂部坐標(biāo); 在底部計(jì)測(cè)的情況下，特征點(diǎn)是底部坐標(biāo)。
然后，按照?qǐng)D9的步驟807的顯示，將表示示教圖像、處理對(duì)象圖像提
取區(qū)域(切取區(qū)域)的X坐標(biāo)的左端和右點(diǎn)位置的線(xiàn)，和作為計(jì)算結(jié)果而得 到的特征點(diǎn)重疊顯示。此時(shí)，表示處理對(duì)象圖像提取區(qū)域(切取區(qū)域)的X
坐標(biāo)的左端和右端的位置的線(xiàn)可調(diào)整，由十字鍵接收移動(dòng)輸入，通過(guò)按下SET 鍵，確定成為計(jì)算對(duì)象的測(cè)定區(qū)域。在進(jìn)行變更時(shí)，將xl、 x2的各自的變 更后的值作為新的xl、 x2，并分別將他們修改為計(jì)測(cè)開(kāi)始點(diǎn)、計(jì)測(cè)結(jié)束點(diǎn)， 同時(shí)再次計(jì)算顯示上述的特征點(diǎn)。
作為計(jì)測(cè)項(xiàng)目，圖17、 18表示，選擇兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，即選擇凸起形 狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)、凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)、凸起形狀的頂 部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)、凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)中的任意一個(gè)時(shí)的處 理。
參照?qǐng)D17，首先，即使選擇兩點(diǎn)高度差的任意的計(jì)測(cè)項(xiàng)目，作為對(duì)各計(jì) 測(cè)共用的前處理而也執(zhí)行段分割處理(步驟1701)。
在此，對(duì)于段分割處理，參照?qǐng)D19進(jìn)行說(shuō)明。段分割是這樣的處理 將切取區(qū)域中的線(xiàn)狀光束的像，按照一定的規(guī)則進(jìn)行段分割。圖中表示線(xiàn)狀 光束的像在切取區(qū)域內(nèi)的圖像，水平方向?qū)?yīng)于沿著線(xiàn)狀光束的像的線(xiàn)的方 向而作為x坐標(biāo)，并使垂直方向?yàn)楦鶕?jù)計(jì)測(cè)對(duì)象物體的高度而變化的方向(位 移方向)，而作為y坐標(biāo)。y坐標(biāo)表示上側(cè)高于計(jì)測(cè)對(duì)象物體的高度的方向。 首先，計(jì)算出先前所設(shè)定的切取區(qū)域的y坐標(biāo)方向上的中心值，將其作為二 值化閾值(圖中c的線(xiàn))。然后，將所示教的圖像的線(xiàn)狀光束的像分為大于 二值化閾值c的H段和小于二值化閾值c的L段，并且將各組的像素相互處 于一定的距離范圍的段分組為共用的段。由于線(xiàn)狀光束的像越粗則進(jìn)行段分 割時(shí)成為處理對(duì)象的對(duì)象點(diǎn)就越多，所以在該處理之前進(jìn)行細(xì)線(xiàn)化處理，艮口， 將線(xiàn)狀光束的像轉(zhuǎn)換為在垂直方向上的每條線(xiàn)提取出受光量最高的像素的 圖像等。根據(jù)該處理，在圖的例子中表示在線(xiàn)狀光束的像每次橫跨c的線(xiàn)時(shí) 進(jìn)行分割，從而分割為L(zhǎng)O、 Ll、 L2、 HO、 Hl這五個(gè)段。雖然在圖中沒(méi)有示 例，但例如在構(gòu)成HO的段的線(xiàn)狀光束的像在中途斷開(kāi)了一定距離以上，則 此段被分割，從而識(shí)別為兩個(gè)段來(lái)進(jìn)行處理。
此外，在整個(gè)線(xiàn)狀光束的像的垂直方向的變化幅度小于規(guī)定的值時(shí)，或 者段分割后、H或者L的一方或者雙方都不存在的情況下，以后的測(cè)定區(qū)域 和測(cè)定點(diǎn)的自動(dòng)設(shè)定變得困難，因此顯示錯(cuò)誤信息。另外，在沒(méi)有提取對(duì)象
點(diǎn)等的異常的情況、或者線(xiàn)狀光束的像的各像素具有的受光量信息小于規(guī)定 值時(shí)、反之過(guò)大的情況等時(shí)，分別由于噪聲影響、飽和影響而有可能不能正
確計(jì)測(cè)，因此顯示錯(cuò)誤信息(圖17,步驟1702、 1703)
對(duì)段分割成功之后，對(duì)所設(shè)定的計(jì)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行判定(步驟1704)。 在設(shè)定有凸起形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)或者凸起形狀的頂部?jī)牲c(diǎn)高 度差計(jì)測(cè)的情況下，進(jìn)到步驟1705，在設(shè)定有凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì) 測(cè)或者凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的情況下，進(jìn)到步驟1706。 在步驟1705中，如下設(shè)定計(jì)測(cè)區(qū)域。
首先，以段分割的結(jié)果為基礎(chǔ)，將處于最左側(cè)的L段(處于低于二值化 閾值c的位置的段)作為基準(zhǔn)段而提取，在基準(zhǔn)段的水平方向的中心將該段 的水平方向(x坐標(biāo))的長(zhǎng)度一半的區(qū)域設(shè)定為測(cè)定區(qū)域。另外，也將如下 的坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定為測(cè)定區(qū)域的代表點(diǎn)，該坐標(biāo)點(diǎn)的x坐標(biāo)相當(dāng)于基準(zhǔn)段的中心 坐標(biāo)，其y坐標(biāo)相當(dāng)于位于測(cè)定區(qū)域內(nèi)的線(xiàn)狀光束像的y坐標(biāo)的平均坐標(biāo)。
在進(jìn)行凸起形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)時(shí)，下面將處于最左側(cè)的H段 (處于高于二值化閾值c的位置的段)作為上段的段提取，與基準(zhǔn)段同樣的， 以具有上段的段一半的寬度的測(cè)定區(qū)域?yàn)橹行膩?lái)設(shè)定，并設(shè)定其代表點(diǎn)。如 果是進(jìn)行凸起形狀的頂部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)時(shí)，代替上段的段的代表點(diǎn)而取得 上段的段中的頂部坐標(biāo)來(lái)設(shè)定。此外，將切取區(qū)域的左上的點(diǎn)即計(jì)測(cè)開(kāi)始點(diǎn)、 右下的點(diǎn)的計(jì)測(cè)結(jié)束點(diǎn)一并設(shè)定為特征點(diǎn)。
此時(shí)，在沒(méi)有作為基準(zhǔn)段的L段，或者成為上段的段的H段不存在等的 情況下顯示錯(cuò)誤信息。此時(shí)，為了使兩個(gè)高度差或者、 一個(gè)基準(zhǔn)段和另外一 個(gè)凸起形狀分割為H段和L段，需要以使線(xiàn)狀光束像移動(dòng)到切取區(qū)域的中心 附近的方式重新設(shè)定，所以顯示該主旨(步驟1707、 1708)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，在示教圖像上，以虛線(xiàn)顯示所設(shè) 定的基準(zhǔn)段的測(cè)定區(qū)域的左端以及右端(圖18A中(d)的左側(cè)的兩條虛線(xiàn)， (f)的右側(cè)的兩條虛線(xiàn))。然后，如果是平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則以虛線(xiàn)顯 示上段的段的測(cè)定區(qū)域的各自的左端以及右端(圖18A中(d)的右側(cè)的兩 條虛線(xiàn)，(f)的左側(cè)的兩條虛線(xiàn))，從而顯示代表點(diǎn)，如果是頂部?jī)牲c(diǎn)高度 差計(jì)測(cè)，則以十字標(biāo)記顯示頂部坐標(biāo)。此外，在凸起形狀的平均兩點(diǎn)高度差 計(jì)測(cè)中，圖18A中(d) 、 (f)分別表示切取區(qū)域設(shè)定在(c) 、 (e)的情
況的計(jì)測(cè)區(qū)域以及計(jì)測(cè)點(diǎn)的例子。切取區(qū)域內(nèi)的各計(jì)測(cè)區(qū)域也可以調(diào)整?？?以通過(guò)十字鍵接收虛線(xiàn)的移動(dòng)輸入，通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。此時(shí)， 對(duì)設(shè)定變更后的基準(zhǔn)計(jì)測(cè)區(qū)域以及上段計(jì)測(cè)區(qū)域的左端以及右端各自段上 的相對(duì)位置(以段的水平方向的一端為基準(zhǔn)，是從全長(zhǎng)的百分之幾到百分之 幾的位置)，分別重新設(shè)定，同時(shí)再次計(jì)算顯示上述的特征點(diǎn)。
在步驟1704中，在設(shè)定凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)或者凹陷形狀 的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的情況下，進(jìn)到步驟1706，在設(shè)定過(guò)凹陷形狀的平均 兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)或者凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的情況下，進(jìn)到步驟 1707。
在步驟1706中如下述設(shè)定計(jì)測(cè)區(qū)域。
首先，以段分割的結(jié)果為基礎(chǔ)，將處于最左側(cè)的H段(處于高于二值化 閾值c的位置的段)作為基準(zhǔn)段而提取，在基準(zhǔn)段的水平方向的中心，將該 段的水平方向(x坐標(biāo))的一半長(zhǎng)度的區(qū)域設(shè)定為測(cè)定區(qū)域。另外，也將如 下的坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定為測(cè)定區(qū)域的代表點(diǎn)，該坐標(biāo)點(diǎn)的x坐標(biāo)相當(dāng)于基準(zhǔn)段的中 心坐標(biāo)、其y坐標(biāo)相當(dāng)于位于測(cè)定區(qū)域內(nèi)的線(xiàn)狀光束像的y坐標(biāo)的平均坐標(biāo)。
在進(jìn)行凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)時(shí)，下面將處于最左側(cè)的L段(處 于低于二值化閾值c的位置的段)作為下段的段提取，與基準(zhǔn)段同樣的，以 具有下段的段一半的寬度的測(cè)定區(qū)域?yàn)橹行膩?lái)設(shè)定的同時(shí)，設(shè)定其代表點(diǎn)。 如果是進(jìn)行凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)時(shí)，代替下段的段的代表點(diǎn)而取 得下段的段中的底部坐標(biāo)來(lái)設(shè)定。此外，將切取區(qū)域的左上的點(diǎn)即計(jì)測(cè)開(kāi)始 點(diǎn)、右下的點(diǎn)的計(jì)測(cè)結(jié)束點(diǎn)都一并設(shè)定為特征點(diǎn)。
此時(shí)，在有多個(gè)與基準(zhǔn)段相鄰的段時(shí)，無(wú)法判斷出設(shè)定哪個(gè)高度差或者 哪個(gè)高度為好，因此顯示錯(cuò)誤信息。此時(shí)，有必要重新進(jìn)行設(shè)定，使得兩個(gè) 高度差或者、 一個(gè)基準(zhǔn)高度和另外一個(gè)凹陷形狀包含在切取區(qū)域內(nèi)，所以顯 示該主旨(步驟1707、 1708)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，在示教圖像上，以虛線(xiàn)顯示所設(shè) 定的基準(zhǔn)段的測(cè)定區(qū)域的左端以及右端(圖18B中(d)的左側(cè)的兩條虛線(xiàn)， (f)的右側(cè)的兩條虛線(xiàn))。然后，如果是平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則以虛線(xiàn)顯 示下段的段的測(cè)定區(qū)域的各自的左端以及右端(圖18B中(d)的右側(cè)的兩 條虛線(xiàn)，(f)的左側(cè)的兩條虛線(xiàn))，從而顯示代表點(diǎn)，如果是頂部?jī)牲c(diǎn)高度
差計(jì)測(cè)，則以十字標(biāo)記重疊顯示頂部坐標(biāo)。此外，在凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高
度差計(jì)測(cè)中，圖18B中(d) 、 (f)分別表示切取區(qū)域設(shè)定在(c) 、 (e) 的情況的計(jì)測(cè)區(qū)域以及計(jì)測(cè)點(diǎn)的例子。切取區(qū)域內(nèi)的各計(jì)測(cè)區(qū)域也可以調(diào) 整?？梢酝ㄟ^(guò)十字鍵接收虛線(xiàn)的移動(dòng)輸入，通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。 此時(shí)，對(duì)設(shè)定變更后的基準(zhǔn)計(jì)測(cè)區(qū)域以及下段計(jì)測(cè)區(qū)域的左端以及右端各自 段上的相對(duì)位置(以段的水平方向的一端為基準(zhǔn)，是從全長(zhǎng)的百分之幾到百 分之幾的位置)，分別重新設(shè)定，同時(shí)再次計(jì)算顯示上述的特征點(diǎn)。
作為計(jì)測(cè)項(xiàng)目，圖20、 21表示這樣的處理選擇三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，艮口， 選擇凸起形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)、凹陷形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)、凸 起形狀的頂部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)、凹陷形狀的底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)。
參照?qǐng)D20，首先，不管選擇三點(diǎn)高度差的哪個(gè)計(jì)測(cè)項(xiàng)目，作為對(duì)各計(jì)測(cè) 共用的前處理而都執(zhí)行上述的段分割處理(步驟201)。
在對(duì)段分割成功之后，判定所設(shè)定的計(jì)測(cè)項(xiàng)目(步驟2004)。
在步驟2404中，在設(shè)定了凸起形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)或者凸起形 狀的頂部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的情況下，進(jìn)到步驟2005，在設(shè)定了凹陷形狀的平 均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)或者凹陷形狀的底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的情況下，進(jìn)到步驟 2006。
在步驟2005中，如下設(shè)定計(jì)測(cè)區(qū)域。
首先，以段分割的結(jié)果為基礎(chǔ)，將處于最左側(cè)的L段(處于低于二值化 閾值c的位置的段)作為L(zhǎng)1段而提取，在L1段的水平方向的中心，將該段 的水平方向(x坐標(biāo))的一半長(zhǎng)度的區(qū)域設(shè)定為測(cè)定區(qū)域。另外，也將如下 坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定為測(cè)定區(qū)域的代表點(diǎn)，該坐標(biāo)點(diǎn)的x坐標(biāo)相當(dāng)于Ll段的中心坐 標(biāo)，其y坐標(biāo)相當(dāng)于位于測(cè)定區(qū)域內(nèi)的線(xiàn)狀光束像的y坐標(biāo)的平均坐標(biāo)。
在進(jìn)行凸起形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)時(shí)，下面將處于Ll的右側(cè)、且 中間夾有H段的L段作為L(zhǎng)2段而提取。對(duì)于該L2段，也同樣將該段的水 平方向(x坐標(biāo))的一半長(zhǎng)度的區(qū)域設(shè)定為測(cè)定區(qū)域。另外，也將如下坐標(biāo) 點(diǎn)設(shè)定為測(cè)定區(qū)域的代表點(diǎn)，該坐標(biāo)點(diǎn)的x坐標(biāo)相當(dāng)于L2段的中心坐標(biāo)， 其y坐標(biāo)相當(dāng)于位于測(cè)定區(qū)域內(nèi)的線(xiàn)狀光束像的y坐標(biāo)的平均坐標(biāo)。并且， 將在L1段和L2段之間所夾的H段作為上段的段來(lái)設(shè)定，也與L1、 L2段同 樣的將上段的段的一半長(zhǎng)度的區(qū)域設(shè)定為測(cè)定區(qū)域，同時(shí)設(shè)定其代表點(diǎn)。如
果是進(jìn)行凸起形狀的頂部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)時(shí)，代替上段的段的代表點(diǎn)而取得 上段的段中的頂部坐標(biāo)來(lái)設(shè)定。此外，將切取區(qū)域的左上的點(diǎn)即計(jì)測(cè)開(kāi)始點(diǎn)、 右下的點(diǎn)的計(jì)測(cè)結(jié)束點(diǎn)一并設(shè)定為特征點(diǎn)。
如果，在Ll段和L2段之間不存在H段的情況下切取區(qū)域的設(shè)定不合 適，則顯示錯(cuò)誤信息(步驟2007、 2008)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，在示教圖像上，以虛線(xiàn)顯示所設(shè) 定的Ll、 L2段的測(cè)定區(qū)域的左端以及右端(圖21A中(d)的左側(cè)的兩條 虛線(xiàn)與右側(cè)的兩條虛線(xiàn))。然后，如果是平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則以虛線(xiàn)顯 示上段的段的測(cè)定區(qū)域的各自的左端以及右端(圖18A中(d)的中央的兩 條虛線(xiàn))，從而顯示代表點(diǎn)(十字標(biāo)記)，如果是頂部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則 以十字標(biāo)記顯示上段的頂部坐標(biāo)。此外，在凸起形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè) 中，圖21A中(d)表示切取區(qū)域如(c)那樣設(shè)定的情況的計(jì)測(cè)區(qū)域以及計(jì) 測(cè)點(diǎn)的例子。切取區(qū)域內(nèi)的各計(jì)測(cè)區(qū)域也可以調(diào)整?？梢酝ㄟ^(guò)十字鍵接收虛 線(xiàn)的移動(dòng)輸入，通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。此時(shí)，對(duì)設(shè)定變更后的計(jì) 測(cè)區(qū)域的左端以及右端各自段上的相對(duì)位置(以段的水平方向的一端為基 準(zhǔn)，是從全長(zhǎng)的百分之幾到百分之幾的位置)，分別重新設(shè)定，同時(shí)再次計(jì) 算顯示上述的特征點(diǎn)。
在步驟2006中如下述設(shè)定計(jì)測(cè)區(qū)域。
首先，以段分割的結(jié)果為基礎(chǔ)，將處于最左側(cè)的H段(處于高于二值化 閾值c的位置的段)作為H1段而提取，在H1段的水平方向的中心，將該段 的水平方向(x坐標(biāo))的一半長(zhǎng)度的區(qū)域設(shè)定為測(cè)定區(qū)域。另外，也將如下 坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定為測(cè)定區(qū)域的代表點(diǎn)，該坐標(biāo)點(diǎn)的x坐標(biāo)相當(dāng)于Hl段的中心坐 標(biāo)，其y坐標(biāo)相當(dāng)于位于測(cè)定區(qū)域內(nèi)的線(xiàn)狀光束像的y坐標(biāo)的平均坐標(biāo)。
在進(jìn)行凹陷形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)時(shí)，將處于H1段的右側(cè)并且中 間夾有L段的H段作為H2段而提取。對(duì)于該H2段，也同樣的在H2段的 水平方向的中心，將該段的水平方向(x坐標(biāo))的一半長(zhǎng)度的區(qū)域設(shè)定為測(cè) 定區(qū)域。另外，也將如下坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定為測(cè)定區(qū)域的代表點(diǎn)，該坐標(biāo)點(diǎn)的x坐 標(biāo)相當(dāng)于H2段的中心坐標(biāo)，其y坐標(biāo)相當(dāng)于位于測(cè)定區(qū)域內(nèi)的線(xiàn)狀光束像 的y坐標(biāo)的平均坐標(biāo)。并且，將Hl段和H2段之間所夾的L段作為下段的 段而設(shè)定，與H1、 H2同樣，以具有下段的段的一半寬度的測(cè)定區(qū)域?yàn)橹行?br> 而設(shè)定，同時(shí)設(shè)定該代表點(diǎn)。如果是進(jìn)行凹陷形狀的底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的 情況，則代替下段的段的代表點(diǎn)而取得下段的段中的底部坐標(biāo)來(lái)設(shè)定。此外， 將切取區(qū)域的左上的點(diǎn)即計(jì)測(cè)開(kāi)始點(diǎn)、右下的點(diǎn)的計(jì)測(cè)結(jié)束點(diǎn)一并設(shè)定為特 征點(diǎn)。
如果，在Ll段和L2段之間不存在H段的情況下切取區(qū)域的設(shè)定不合 適，則顯示錯(cuò)誤信息(步驟2007、 2008)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，在示教圖像上，以虛線(xiàn)顯示所設(shè) 定的H1、 H2段的測(cè)定區(qū)域的左端以及右端(圖21B中(d)的左側(cè)的兩條 虛線(xiàn)與右側(cè)的兩條虛線(xiàn))。然后，如果是平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則以虛線(xiàn)顯 示上段的段的測(cè)定區(qū)域的各自的左端以及右端(圖18B中(d)的中央的兩 條虛線(xiàn))，從而顯示代表點(diǎn)(十字標(biāo)記)，如果是底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則 以十字標(biāo)記顯示上段的頂部坐標(biāo)。此外，在凹陷形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè) 中，圖21B中(d)表示切取區(qū)域如(c)那樣設(shè)定的情況的計(jì)測(cè)區(qū)域以及計(jì) 測(cè)點(diǎn)的例子。切取區(qū)域內(nèi)的各計(jì)測(cè)區(qū)域也可以調(diào)整?？梢酝ㄟ^(guò)十字鍵接收虛 線(xiàn)的移動(dòng)輸入，通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。此時(shí)，對(duì)設(shè)定變更后的計(jì) 測(cè)區(qū)域的左端以及右端各自段上的相對(duì)位置(以段的水平方向的一端為基 準(zhǔn)，是從全長(zhǎng)的百分之幾到百分之幾的位置)，分別重新設(shè)定，同時(shí)再次計(jì) 算顯示上述的特征點(diǎn)。
作為計(jì)測(cè)項(xiàng)目，圖22、 23表示選擇邊緣計(jì)測(cè)時(shí)的處理，即，選擇左邊 緣位置計(jì)測(cè)或右邊緣位置計(jì)測(cè)時(shí)的處理。
參照?qǐng)D22，首先，不管選擇了哪個(gè)計(jì)測(cè)項(xiàng)目，作為對(duì)各計(jì)測(cè)共用的前處 理而都執(zhí)行上述的段分割處理(步驟2201)。
如果進(jìn)行段分割失敗，則顯示錯(cuò)誤信息(步驟2202、 2203)，如果成功， 則繼續(xù)，即判定所設(shè)定的計(jì)測(cè)項(xiàng)目(步驟2204)。在左邊緣位置計(jì)測(cè)時(shí)，進(jìn) 到步驟2205，在右邊緣位置計(jì)測(cè)時(shí)，進(jìn)到步驟2206。
在步驟2205中，提取左起第二個(gè)段，將該左端的坐標(biāo)作為左邊緣坐標(biāo) 來(lái)設(shè)定。如果左起第一個(gè)段和第二個(gè)段在垂直方向(高度方向)上不能空開(kāi) 規(guī)定值以上的間隔，就有可能不能正確測(cè)定，由此進(jìn)行錯(cuò)誤顯示(步驟2207、 2208)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，將示教圖像、表示切取區(qū)域的x
坐標(biāo)的左端和右端位置的線(xiàn)、以及所得到的邊緣坐標(biāo)點(diǎn)重疊顯示(圖23A中 (c) 、 (e))。另外，將切取區(qū)域的二值化閾值作為邊緣閾值(邊緣臨界 值)來(lái)顯示。此外，(c)是在(b)所示的線(xiàn)狀光束的像上設(shè)定了切取區(qū)域 時(shí)的顯示圖像。另外，(e)是在(d)所示的線(xiàn)狀光束的像上設(shè)定了切取區(qū) 域時(shí)的顯示圖像?？梢哉{(diào)整切取區(qū)域或邊緣閾值?？梢杂墒宙I接收虛線(xiàn)的 移動(dòng)輸入，通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。此時(shí)，將設(shè)定變更后的切取區(qū) 域內(nèi)再次設(shè)定的邊緣閾值分別重新設(shè)定為二值化閾值，并且基于這些值進(jìn)行 邊緣分割，從而再次設(shè)定顯示邊緣坐標(biāo)。
在步驟2206中，提取右起第二個(gè)段，將該右端的坐標(biāo)作為左邊緣坐標(biāo) 來(lái)設(shè)定。如果右起第一個(gè)段和第二個(gè)段的高度(y坐標(biāo))方向的間隔小于規(guī) 定值，則進(jìn)行錯(cuò)誤顯示(步驟2207、 2208)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，將示教圖像、表示切取區(qū)域的x 坐標(biāo)的左端和右端位置的線(xiàn)、以及所得到的邊緣坐標(biāo)點(diǎn)重疊顯示(圖23B中 (c) 、 (e))。另外，將切取區(qū)域的二值化閾值作為邊緣閾值(邊緣臨界 值)來(lái)顯示。此外，(c)是在(b)所示的線(xiàn)狀光束的像上設(shè)定了切取區(qū)域 時(shí)的顯示圖像。另外，(e)是在(d)所示的線(xiàn)狀光束的像上設(shè)定了切取區(qū) 域時(shí)的顯示圖像?？梢哉{(diào)整切取區(qū)域或邊緣閾值?？梢杂墒宙I接收虛線(xiàn)的 移動(dòng)輸入，通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。此時(shí)，將設(shè)定變更后的切取區(qū) 域內(nèi)再次設(shè)定的邊緣閾值分別重新設(shè)定為二值化閾值，并且基于這些值進(jìn)行 邊緣分割，從而再次設(shè)定顯示邊緣坐標(biāo)。
根據(jù)從左端起第一段的右端坐標(biāo)、或從右端起第一段的左端坐標(biāo)，理論 上也可以提取左邊緣、右邊緣，而從上方照射線(xiàn)狀光束并通過(guò)三角形測(cè)量原 理測(cè)定的方法，會(huì)導(dǎo)致處于低位置(y坐標(biāo)的較低位置)的線(xiàn)狀光束的像有 可能含有死角，也有在凹陷處發(fā)生漫反射而產(chǎn)生誤差的情況，因此，利用可 靠性更高的、處于垂直方向(y方向)的較高位置的像而計(jì)算處邊緣位置。
作為項(xiàng)目，圖24、 25顯示邊緣寬度計(jì)測(cè)，即選擇凸起形狀上表面邊緣 寬度計(jì)測(cè)或者凹陷形狀上表面邊緣寬度計(jì)測(cè)時(shí)的處理。
參照?qǐng)D24，首先，不管選擇了哪個(gè)計(jì)測(cè)項(xiàng)目，作為對(duì)各計(jì)測(cè)共用的前處 理而都執(zhí)行上述的段分割處理(步驟2401)。
如果進(jìn)行段分割失敗，則顯示錯(cuò)誤信息(步驟2402、 2403)，如果成功，
則繼續(xù)，即判定所設(shè)定的計(jì)測(cè)項(xiàng)目(步驟2404)。在凸起形狀上表面邊緣寬 度計(jì)測(cè)時(shí)，進(jìn)到步驟2405，在凹陷形狀上表面邊緣寬度時(shí)，進(jìn)到步驟2406。
在步驟2405中，提取處于最左側(cè)的H段，將其左端以及右側(cè)的坐標(biāo)分 別作為凸起形狀上表面邊緣寬度的左邊緣坐標(biāo)、右邊緣坐標(biāo)來(lái)設(shè)定。如果在 H段的兩側(cè)不存在L段，就有可能無(wú)法正確求出凸起形狀上表面邊緣寬度， 因此顯示錯(cuò)誤信息(步驟2407、 2408)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，將示教圖像、表示切取區(qū)域的x 坐標(biāo)的左端和右端位置的線(xiàn)、所得到的凸起形狀上表面邊緣寬度的左邊緣坐 標(biāo)、以及右邊緣坐標(biāo)重疊顯示(圖25的(c))。另外，將切取區(qū)域的二值 化閾值作為邊緣閾值(邊緣臨界值)來(lái)顯示。此外，(c)是在(b)所示的 線(xiàn)狀光束的像上設(shè)定了切取區(qū)域時(shí)的顯示圖像?？梢哉{(diào)整切取區(qū)域或邊緣閾 值。由十字鍵接收虛線(xiàn)的移動(dòng)輸入，然后通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。 此時(shí)，將設(shè)定變更后的切取區(qū)域內(nèi)再次設(shè)定的邊緣閾值分別重新設(shè)定為二值 化閾值，并且基于這些值進(jìn)行邊緣分割，從而再次設(shè)定顯示邊緣坐標(biāo)。
在步驟2406中，提取處于最左側(cè)的H段(作為Hl段)和左起第二的H 段(作為H2)，將H1段的右端以及H2段左端的坐標(biāo)分別作為凹陷形狀上 表面邊緣寬度的左邊緣坐標(biāo)、右邊緣坐標(biāo)來(lái)設(shè)定。如果在H1、 H2段的之間 不存在L段，則有可能無(wú)法正確求出凹陷形狀上表面邊緣寬度，因此顯示錯(cuò) 誤信息(步驟2407、 2408)。
然后，與圖9的步驟807的顯示對(duì)應(yīng)，將示教圖像、表示切取區(qū)域的x 坐標(biāo)的左端和右端位置的線(xiàn)、所得到的凹陷形狀上表面邊緣寬度的左邊緣坐 標(biāo)、以及右邊緣坐標(biāo)重疊顯示(圖25的(f))。另外，將切取區(qū)域的二值 化閾值作為邊緣閾值(邊緣臨界值)來(lái)顯示。此外，(f)是在(e)所示的 線(xiàn)狀光束的像上設(shè)定了切取區(qū)域時(shí)的顯示圖像?？梢哉{(diào)整切取區(qū)域或邊緣閾 值。由十字鍵接收虛線(xiàn)的移動(dòng)輸入，然后通過(guò)按下SET鍵來(lái)確定測(cè)定區(qū)域。 此時(shí)，將設(shè)定變更后的切取區(qū)域內(nèi)再次設(shè)定的邊緣閾值分別重新設(shè)定為二值 化閾值，并且基于這些值進(jìn)行邊緣分割，從而再次設(shè)定顯示邊緣坐標(biāo)。
在哪個(gè)邊緣寬度計(jì)測(cè)中，都以上表面為基準(zhǔn)計(jì)算出邊緣坐標(biāo)。這是由于， 從上方照射線(xiàn)狀光束并通過(guò)三角形測(cè)量原理測(cè)定的方法，會(huì)導(dǎo)致處于低位置 (y坐標(biāo)的較低位置)的線(xiàn)狀光束的像有可能含有死角，也有在凹陷處發(fā)生
漫反射而產(chǎn)生誤差的情況。因此，利用可靠性更高的、處于垂直方向(y方 向)的較高位置的像而計(jì)算處邊緣位置。
由此，選擇了 FUN模式的情況的設(shè)定結(jié)束，對(duì)設(shè)定結(jié)果進(jìn)行畫(huà)面顯示 并返回圖8的步驟802，如果模式切換開(kāi)關(guān)707沒(méi)有被切換，則再次重復(fù)FUN 模式的處理。如果切換為ADJ模式或者RUN模式，則執(zhí)行各自的處理。
在通過(guò)模式切換開(kāi)關(guān)707來(lái)選擇ADJ模式時(shí)，進(jìn)行用于閾值的設(shè)定或調(diào) 整的顯示和輸入接收，該閾值用于判定在RUN模式中所用的計(jì)測(cè)結(jié)果的是 否良好。在畫(huà)面上顯示針對(duì)當(dāng)前所選擇的計(jì)測(cè)模式的測(cè)定值和閾值。通過(guò)進(jìn) 行十字鍵709的上下鍵輸入而增減顯示的閾值。然后，當(dāng)按下SET鍵711時(shí)， 將此時(shí)的閾值作為用于RUN模式中的判定的閾值來(lái)設(shè)定。閾值以表示實(shí)際 空間內(nèi)的距離的毫米單位來(lái)顯示并接收設(shè)定，在內(nèi)部換算為坐標(biāo)值來(lái)進(jìn)行處 理。
在高度計(jì)測(cè)時(shí)，閾值設(shè)定為高度；在兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)、三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè) 時(shí)，閾值設(shè)定為高度差的高度。
在邊緣位置的情況下，是畫(huà)面上水平方向位置(x坐標(biāo))，在計(jì)測(cè)對(duì)象 物體上設(shè)定針對(duì)沿著線(xiàn)狀光束的像的方向的坐標(biāo)的閾值坐標(biāo)。
在邊緣間隔的情況下，是畫(huà)面上水平方向位置(x坐標(biāo))，在計(jì)測(cè)對(duì)象 物體上設(shè)定針對(duì)沿著線(xiàn)狀光束的像的方向的坐標(biāo)的兩邊緣間的距離。
通過(guò)模式切換開(kāi)關(guān)707選擇RUN模式時(shí)，根據(jù)FUN模式己經(jīng)設(shè)定的測(cè) 定區(qū)域和測(cè)定點(diǎn)，執(zhí)行與所設(shè)定的計(jì)測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的計(jì)測(cè)處理，根據(jù)在ADJ 模式所設(shè)定的閾值來(lái)判定所得到的計(jì)測(cè)值是否良好，并將判定結(jié)果顯示在畫(huà) 面上，并通過(guò)輸出部108將判定結(jié)果輸出到外部。另外，計(jì)測(cè)值、判定結(jié)果 和畫(huà)面的數(shù)據(jù)也能夠通過(guò)USB通信部105a、串行通信部105b、信號(hào)處理部 間通信部105c輸出。
圖26詳細(xì)顯示RUN模式中的處理。計(jì)測(cè)處理在中斷處理中進(jìn)行。在外 部觸發(fā)計(jì)測(cè)時(shí)，通過(guò)外部觸發(fā)的輸入進(jìn)行計(jì)測(cè)，在重復(fù)計(jì)測(cè)時(shí)，周期性地從 自身產(chǎn)生計(jì)測(cè)開(kāi)始觸發(fā)而開(kāi)始計(jì)測(cè)(步驟2601)。
在步驟2602中，利用與所設(shè)定的計(jì)測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的計(jì)測(cè)區(qū)域、計(jì)測(cè)點(diǎn)(特 征點(diǎn))來(lái)進(jìn)行計(jì)測(cè)。
高度計(jì)測(cè)的情況，取得線(xiàn)狀光束的像，對(duì)于所設(shè)定的切取區(qū)域內(nèi)的線(xiàn)狀 光束，如果是平均計(jì)測(cè)就計(jì)算出平均的y坐標(biāo)值坐標(biāo)，如果是頂部計(jì)測(cè)就計(jì) 算出頂部坐標(biāo)的y坐標(biāo)值，如果是底部計(jì)測(cè)就計(jì)算出底部坐標(biāo)的y坐標(biāo)值(步 驟2601)。然后，將計(jì)算出的值換算為作為實(shí)際空間的單位的毫米(步驟 2602)。然后進(jìn)行平滑處理(步驟2603)，將與以前的值相比偏離一定值以 上的值作為異常值除去，然后基于事先所設(shè)定的規(guī)定平均次數(shù)值，計(jì)算出到 此為止所得到的規(guī)定次數(shù)的平均值(步驟2604)。在設(shè)定有零位復(fù)位的情況 下，從該平均結(jié)果值減去顯示為零的設(shè)定值(2605)。在處理過(guò)程中，如果 產(chǎn)生在上述的設(shè)定處理過(guò)程中所顯示的那樣的錯(cuò)誤，則顯示錯(cuò)誤信息，保持 前次值。如果不是錯(cuò)誤，則將所計(jì)算的值與閾值相比較而輸出判定結(jié)果(步 驟2607、 2608)，然后結(jié)束。
兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的情況，取得線(xiàn)狀光束的像，對(duì)于所設(shè)定的切取區(qū)域內(nèi) 的線(xiàn)狀光束的像，如果是凸起形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則計(jì)算出從所設(shè) 定的上段的段的測(cè)定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值減去所設(shè)定基準(zhǔn)段的測(cè)定區(qū)域的 y坐標(biāo)的平均值的差值。如果是凸起形狀的頂部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則計(jì)算出 從所設(shè)定的上段的段的頂部坐標(biāo)的y坐標(biāo)減去所設(shè)定的基準(zhǔn)段的測(cè)定區(qū)域的 y坐標(biāo)的平均值的差值。如果是凹陷形狀的平均兩點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則計(jì)算出 從所設(shè)定的基準(zhǔn)段的測(cè)定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值減去所設(shè)定的下段的段的測(cè) 定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值的差值。如果是凹陷形狀的底部?jī)牲c(diǎn)高度差計(jì)測(cè)， 則計(jì)算出從所設(shè)定的基準(zhǔn)段的測(cè)定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值減去所設(shè)定的凹陷 形狀的底部坐標(biāo)的y坐標(biāo)的差值(步驟2601)。然后，將計(jì)算出的差值換算 為作為實(shí)際空間的單位的毫米(步驟2602)。然后進(jìn)行平滑處理(步驟2603)， 將與以前的值相比偏離一定值以上的值作為異常值除去，然后基于事先所設(shè) 定的規(guī)定平均次數(shù)值，計(jì)算出到此為止所得到的規(guī)定次數(shù)的平均值(步驟 2604)。在設(shè)定有零位復(fù)位的情況下，從該平均結(jié)果值減去顯示為零的設(shè)定 值(2605)。在處理過(guò)程中，如果產(chǎn)生在上述的設(shè)定處理過(guò)程中所顯示的那 樣的錯(cuò)誤，則顯示錯(cuò)誤信息，保持前次值。如果不是錯(cuò)誤，則將所計(jì)算的值 與閾值相比較而輸出判定結(jié)果(步驟2607、 2608)，然后結(jié)束。
三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)的情況，取得線(xiàn)狀光束的像，對(duì)于所設(shè)定的切取區(qū)域內(nèi) 的線(xiàn)狀光束的像，如果是凸起形狀的平均三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則計(jì)算出從所設(shè) 定的上段的段的計(jì)測(cè)區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值減去所設(shè)定的Ll段和L2段的測(cè)
定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值的差值。如果是凸起形狀的頂部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)， 則計(jì)算出從所設(shè)定的上段的段的頂部坐標(biāo)的y坐標(biāo)減去所設(shè)定的Ll段和L2 段的測(cè)定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值的差值。如果是凹陷形狀的平均三點(diǎn)高度差 計(jì)測(cè)，則計(jì)算出從所設(shè)定的HI段和H2段的測(cè)定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值減 去所設(shè)定下段的段的測(cè)定區(qū)域的y坐標(biāo)的平均值的差值。如果是凹陷形狀的 底部三點(diǎn)高度差計(jì)測(cè)，則計(jì)算出從所設(shè)定的HI段和H2段的測(cè)定區(qū)域的y 坐標(biāo)的平均值減去所設(shè)定的下段的段的底部坐標(biāo)的y坐標(biāo)的差值。然后，將 計(jì)算出的差值換算為作為實(shí)際空間的單位的毫米(步驟2602)。然后，進(jìn)行 平滑處理(步驟2603)，將與以前的值相比偏離一定值以上的值作為異常值 除去，然后基于事先所設(shè)定的規(guī)定平均次數(shù)值，計(jì)算出到此為止所得到的規(guī) 定次數(shù)的平均值(步驟2604)。在設(shè)定有零位復(fù)位的情況下，從該平均值減 去顯示為零的設(shè)定值(2605)。在處理過(guò)程中，如果產(chǎn)生在上述的設(shè)定處理 過(guò)程中所顯示的那樣的錯(cuò)誤，則顯示錯(cuò)誤信息，保持前次值。如果不是錯(cuò)誤， 則將所計(jì)算的值與閾值相比較而輸出判定結(jié)果(步驟2607、 2608)，然后結(jié) 束。
在邊緣位置計(jì)測(cè)的情況下，取得線(xiàn)狀光束的像，對(duì)于所設(shè)定的切取區(qū)域 內(nèi)的線(xiàn)狀光束的像，如果是左邊緣位置計(jì)測(cè)，則計(jì)算出左起第二個(gè)段的左端 的坐標(biāo)的x坐標(biāo)，如果是右邊緣位置計(jì)測(cè)，則計(jì)算出右起第二個(gè)段的右端的 坐標(biāo)的x坐標(biāo)(步驟2601)。然后，將計(jì)算出的值換算為作為實(shí)際空間的單 位的毫米(步驟2602)。然后，進(jìn)行平滑處理(步驟2603)，將與以前的 值相比偏離一定值以上的值作為異常值除去，然后基于事先所設(shè)定的規(guī)定平 均次數(shù)值，計(jì)算出到此為止所得到的規(guī)定次數(shù)的平均值(步驟2604)。在設(shè) 定有零位復(fù)位的情況下，從該平均值減去顯示為零的設(shè)定值(2605)。在處 理過(guò)程中，如果產(chǎn)生在上述的設(shè)定處理過(guò)程中所顯示的那樣的錯(cuò)誤，則顯示 錯(cuò)誤信息，保持前次值。如果不是錯(cuò)誤，則將所計(jì)算的值與閾值相比較而輸 出判定結(jié)果(步驟2607、 2608)，然后結(jié)束。
邊緣寬度計(jì)測(cè)的情況下，取得線(xiàn)狀光束的像，對(duì)所設(shè)定的切取區(qū)域內(nèi)的 線(xiàn)狀光束的像，如果是凸起形狀上表面邊緣寬度計(jì)測(cè)，則分別計(jì)算出處于最 左側(cè)的H段的左端以及右端的坐標(biāo)的x坐標(biāo)。如果是凹陷形狀上表面邊緣寬 度計(jì)測(cè)，則計(jì)算出處于最左側(cè)的H段的右端的坐標(biāo)、左數(shù)第二個(gè)H段的左
端的坐標(biāo)的各自的x坐標(biāo)，并計(jì)算出其間隔(步驟2602)。然后，將所計(jì)算 出的值換算為作為實(shí)際空間的單位的毫米(步驟2602)。然后，進(jìn)行平滑處 理(步驟2603)，將與以前的值相比偏離一定值以上的值作為異常值除去， 然后基于事先所設(shè)定的規(guī)定平均次數(shù)值，計(jì)算出到此為止所得到的規(guī)定次數(shù) 的平均值(步驟2604)。在設(shè)定有零位復(fù)位的情況下，從該平均值減去顯示 為零的設(shè)定值(2605)。在處理過(guò)程中，如果產(chǎn)生在上述的設(shè)定處理過(guò)程中 所顯示的那樣的錯(cuò)誤，則顯示錯(cuò)誤信息，保持前次值。如果不是錯(cuò)誤，則將 所計(jì)算的值與閾值相比較而輸出判定結(jié)果(步驟2607、 2608)，然后結(jié)束。 如上述，根據(jù)本實(shí)施方式的位移傳感器，能夠通過(guò)簡(jiǎn)易的操作，自動(dòng)的 設(shè)定所希望的計(jì)測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種位移傳感器，其特征在于，具有投光部件，其利用線(xiàn)狀光束對(duì)計(jì)測(cè)對(duì)象物體進(jìn)行照射；拍攝部件，其從特定的角度進(jìn)行拍攝，該特定角度是指，根據(jù)線(xiàn)狀光束所照射的計(jì)測(cè)對(duì)象物體表面的高度，能夠觀察到線(xiàn)狀光束像位置變動(dòng)的角度；處理部件，其基于拍攝圖像取得在計(jì)測(cè)對(duì)象物體表面上沿著線(xiàn)狀光束方向上的高度分布，并基于所得到的沿著線(xiàn)狀光束方向的高度分布上的多個(gè)局部區(qū)域或者特征點(diǎn)，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的計(jì)測(cè)處理，并執(zhí)行用于設(shè)定該計(jì)測(cè)處理內(nèi)容的設(shè)定處理，其中，該拍攝圖像包含拍攝部件所取得的線(xiàn)狀光束的像；顯示部件，其顯示上述拍攝圖像和用于進(jìn)行設(shè)定的畫(huà)面；輸入部件，其接收用于進(jìn)行設(shè)定的輸入；輸出部件，其輸出上述計(jì)測(cè)處理的結(jié)果，作為設(shè)定處理，在上述處理部件中進(jìn)行以下設(shè)定在顯示部件上顯示拍攝圖像，并在通過(guò)輸入部件輸入了確定指示時(shí)，將顯示在顯示部件上的拍攝圖像設(shè)定為設(shè)定對(duì)象圖像，作為對(duì)上述設(shè)定對(duì)象圖像的計(jì)測(cè)處理，同時(shí)顯示以設(shè)定對(duì)象圖像內(nèi)所包含的線(xiàn)狀光束的像中相對(duì)位于上方的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì)測(cè)的選擇項(xiàng)、和以相對(duì)位于下方的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì)測(cè)的選擇項(xiàng)，或者，同時(shí)顯示以設(shè)定對(duì)象圖像內(nèi)所包含的線(xiàn)狀光束的像中相對(duì)位于左側(cè)的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì)測(cè)的選擇項(xiàng)、和以位于右側(cè)的線(xiàn)或點(diǎn)為基準(zhǔn)而執(zhí)行計(jì)測(cè)的選擇項(xiàng)，并通過(guò)輸入部件接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇輸入，由此區(qū)分要設(shè)定的計(jì)測(cè)處理種類(lèi)是相對(duì)哪一基準(zhǔn)線(xiàn)或基準(zhǔn)點(diǎn)的計(jì)測(cè)處理，并對(duì)要設(shè)定的計(jì)測(cè)處理種類(lèi)進(jìn)行設(shè)定，在上述設(shè)定對(duì)象圖像內(nèi)設(shè)定成為上述計(jì)測(cè)處理的對(duì)象的一個(gè)計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域，對(duì)于上述一個(gè)計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域內(nèi)所包含的線(xiàn)狀光束的像，根據(jù)上述基準(zhǔn)線(xiàn)或基準(zhǔn)點(diǎn)的信息，對(duì)所設(shè)定的計(jì)測(cè)處理所需的局部區(qū)域或特征點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行設(shè)定。
2. 如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于， 作為對(duì)上述計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的設(shè)定處理，在上述處理部件中進(jìn)行以下 處理在顯示部件上顯示上述設(shè)定對(duì)象圖像的同時(shí)，將上述計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū) 域的候補(bǔ)區(qū)域重疊顯示在上述設(shè)定對(duì)象圖像上，并通過(guò)上述輸入部件接收關(guān) 于該候補(bǔ)區(qū)域的位置、形狀或大小的變更指示，而且，如果有變更指示，則 更新顯示所變更的候補(bǔ)區(qū)域的位置、形狀或大小，并且，通過(guò)上述輸入部件 接收用于確定計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的指示輸入，并將此時(shí)的候補(bǔ)區(qū)域設(shè)定為計(jì) 測(cè)對(duì)象區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，在上述處理部件中，在自動(dòng)設(shè)定了用于所設(shè)定的計(jì)測(cè)處理的局部區(qū)域或 用于計(jì)測(cè)處理的特征點(diǎn)之后，將上述局部區(qū)域或上述特征點(diǎn)重疊顯示在上述 設(shè)定對(duì)象圖像上。
4. 如權(quán)利要求3所述的位移傳感器，其特征在于，在上述處理部件中，在顯示了上述局部區(qū)域或上述特征點(diǎn)之后，通過(guò)上 述輸入部件接收用于該局部區(qū)域的范圍變更或用于該特征點(diǎn)的計(jì)算的參數(shù) 的設(shè)定變更，而且，在有變更輸入時(shí)，顯示變更后的局部區(qū)域或根據(jù)變更后 的參數(shù)計(jì)算出的特征點(diǎn)，并通過(guò)上述輸入部件接收用于對(duì)局部區(qū)域或用于計(jì) 算特征點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行確定的指示輸入，而且，將此時(shí)的局部區(qū)域或用于計(jì)算 特征點(diǎn)的參數(shù)設(shè)定為用于計(jì)測(cè)處理的局部區(qū)域或者用于計(jì)算特征點(diǎn)的參數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，同時(shí)顯示相對(duì)基準(zhǔn)高度的頂點(diǎn)高度計(jì)測(cè)和相對(duì)基準(zhǔn)高度的底部深度計(jì)測(cè)，由此接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇。
6. 如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，在畫(huà)面內(nèi)同時(shí)顯示對(duì)于到上段為止的階梯差相對(duì)基準(zhǔn)高度的高度計(jì)測(cè)、和對(duì)于到下段為止的階梯差相 對(duì)基準(zhǔn)高度的深度計(jì)測(cè)，由此接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇。
7. 如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，在畫(huà)面內(nèi)同時(shí)顯示對(duì)于左側(cè)階梯差的邊緣位置計(jì)測(cè)和對(duì)于右側(cè)階梯差的邊緣位置計(jì)測(cè)，由此接收對(duì)選 擇項(xiàng)的選擇。
8. 如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，在畫(huà)面內(nèi)同時(shí)顯示對(duì)于凸 起形狀的上段的左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣之間間隔的計(jì)測(cè)、和對(duì)于凹陷形狀的左 側(cè)上段的右側(cè)邊緣和右側(cè)上段的左側(cè)邊緣之間間隔的計(jì)測(cè)，由此接收對(duì)選擇 項(xiàng)的選擇。
9. 如權(quán)利要求5所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，對(duì)于相對(duì)基準(zhǔn)高度的頂點(diǎn)高度計(jì)測(cè)，顯示在位于下方的基準(zhǔn)線(xiàn)上具有凸起形狀的圖標(biāo)，對(duì)于相對(duì)基準(zhǔn)高度的底部深度計(jì)測(cè)，顯示在位于上方的基準(zhǔn)線(xiàn)下具有凸 起形狀的圖標(biāo)。
10. 如權(quán)利要求6所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，對(duì)于到上段為止的高度差相對(duì)基準(zhǔn)高度的高度計(jì)測(cè)，顯示具有位于上方的線(xiàn)和以同樣的高度位于該線(xiàn) 的左下方及右下方的兩條線(xiàn)的圖標(biāo)，對(duì)于到下段為止的高度差相對(duì)于基準(zhǔn)高度的深度計(jì)測(cè)，顯示具有位于下 方的線(xiàn)和以同樣的高度位于該線(xiàn)的左上方及右上方的兩條線(xiàn)的圖標(biāo)。
11. 如權(quán)利要求7所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，對(duì)于左側(cè)邊緣計(jì)測(cè)，顯示包含如下圖的圖標(biāo)，該圖包括多個(gè)階梯差邊界部分即邊緣，而且將最左側(cè)邊 緣與其它部分區(qū)別而表示，對(duì)于右側(cè)階梯差的邊緣位置計(jì)測(cè)，顯示包含如下圖的圖標(biāo)，該圖包括多 個(gè)階梯差邊界部分即邊緣，而且將最右側(cè)的邊緣與其它部分區(qū)別而表示。
12. 如權(quán)利要求8所述的位移傳感器，其特征在于， 在上述處理部件中，作為計(jì)測(cè)處理的選擇項(xiàng)，對(duì)于凸起形狀的上段的左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣之間間隔的計(jì)測(cè)，顯示表示凸起形狀的上段的線(xiàn)的左邊緣 和右側(cè)邊緣的位置的圖標(biāo)，對(duì)于凹陷形狀的左側(cè)上段的右側(cè)邊緣和右側(cè)上段的左側(cè)邊緣之間間隔 的計(jì)測(cè)，顯示表示凹陷形狀的左側(cè)上段的右側(cè)邊緣位置和右側(cè)上段的左側(cè)邊 緣位置的圖標(biāo)。
13. 如權(quán)利要求9 12中任意一項(xiàng)所述的位移傳感器，其特征在于， 顯示上述圖標(biāo)，并通過(guò)輸入部件接收對(duì)選擇項(xiàng)的選擇輸入，由此區(qū)分要設(shè)定的計(jì)測(cè)處理種類(lèi)是相對(duì)哪一基準(zhǔn)線(xiàn)或基準(zhǔn)點(diǎn)的計(jì)測(cè)處理，并對(duì)要設(shè)定的 計(jì)測(cè)處理種類(lèi)進(jìn)行設(shè)定，然后，作為對(duì)上述計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的設(shè)定處理，在顯示部件上顯示上 述設(shè)定對(duì)象圖像的同時(shí)，將上述計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū)域的候補(bǔ)區(qū)域重疊顯示在上 述設(shè)定對(duì)象圖像上，通過(guò)上述輸出部件接收關(guān)于該候補(bǔ)區(qū)域的位置、形狀或 大小的變更指示，而且，如果有變更指示，則更新顯示所變更的候補(bǔ)區(qū)域的 位置、形狀或大小，并且，通過(guò)上述輸入部件接收用于確定計(jì)測(cè)處理對(duì)象區(qū) 域的指示輸入，并將此時(shí)的候補(bǔ)區(qū)域設(shè)定為計(jì)測(cè)對(duì)象區(qū)域。
全文摘要
在位移傳感器中簡(jiǎn)化計(jì)測(cè)處理時(shí)的設(shè)定作業(yè)，該設(shè)定處理是，基于與沿著拍攝得到的線(xiàn)狀光束的方向相對(duì)的高度分布上的多個(gè)局部區(qū)域或者特征點(diǎn)，而執(zhí)行的計(jì)測(cè)處理。將拍攝圖像顯示在顯示部上，通過(guò)輸入部輸入確定指示時(shí)，將顯示在顯示部的拍攝圖像作為設(shè)定對(duì)象圖像而執(zhí)行圖像示教，作為計(jì)測(cè)處理，顯示包含有基準(zhǔn)位置的計(jì)測(cè)處理的候補(bǔ)即計(jì)測(cè)項(xiàng)目，并接受選擇而進(jìn)行設(shè)定，并且接受作為一個(gè)計(jì)測(cè)對(duì)象區(qū)域的切取區(qū)域的指定，基于所設(shè)定的計(jì)測(cè)處理以及基準(zhǔn)位置的信息，在計(jì)測(cè)對(duì)象區(qū)域中，自動(dòng)設(shè)定由用于計(jì)測(cè)的局部區(qū)域或者特征點(diǎn)構(gòu)成的測(cè)定點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101105392SQ20071013649
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者井上登紀(jì)子, 大庭仁志, 松永達(dá)也, 飯?zhí)镄劢?申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社